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原文传递一种空间二维转台偏心重力补偿机构及补偿方法

专利名称：	一种空间二维转台偏心重力补偿机构及补偿方法
摘要：	本发明公开一种空间二维转台偏心重力补偿系统及补偿方法，用于解决现有的重力补偿方法操作过程复杂、成本较高、补偿精度较低等技术问题。本发明的空间二维转台偏心重力补偿系统包括由内至外依次设置的转轴、弹性组件及外壳；弹性组件包括依次套设在转轴上且并列等间距排布的n个卷簧，其中，n≥1；多个卷簧的自由端在初始状态下位于同一平面内；外壳为空心筒状结构，外壳与俯仰轴系的支撑架固定连接；外壳的内壁上沿轴向设有与n个卷簧一一对应的n个挡块，n个挡块沿周向依次偏转，且相邻两个挡块之间的偏转角均为α，其中，α×(n‑1)≤90°；转轴与外壳之间通过滚动轴承连接，且其中一端用于与俯仰轴系相对远离载荷的一端连接。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	中国科学院西安光学精密机械研究所
发明人：	王振宇;魏钰轩;李治国;张亚涛
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-25T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311081335.6
公开号：	CN117104544A
代理机构：	西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：	徐秦中
分类号：	B64G7/00;B;B64;B64G;B64G7;B64G7/00
申请人地址：	710119 陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号
主权项：	1.一种空间二维转台偏心重力补偿机构，用于与空间二维转台(1)的俯仰轴系(2)连接，且载荷(3)偏心安装于俯仰轴系(2)上，其特征在于：包括由内至外依次设置的转轴(4)、弹性组件及外壳(5)；所述弹性组件包括依次套设在转轴(4)上且并列等间距排布的n个卷簧(6)，其中，n≥1；n个卷簧(6)的自由端在初始状态下位于同一平面内；所述外壳(5)为空心筒状结构，外壳(5)与俯仰轴系(2)的支撑架固定连接；外壳(5)的内壁上沿轴向设有与n个卷簧(6)一一对应的n个挡块(7)，n个挡块(7)沿周向依次偏转，且相邻两个挡块(7)之间的偏转角均为α，其中，α×(n-1)≤90°；相应卷簧(6)的自由端卡接于对应的挡块(7)上，用于补偿载荷(3)的重力干扰力矩；所述转轴(4)与外壳(5)之间通过滚动轴承(8)连接，且其中一端用于与俯仰轴系(2)相对远离载荷(3)的一端连接。 2.根据权利要求1所述的空间二维转台偏心重力补偿机构，其特征在于：所述转轴(4)两端的轴肩分别与外壳(5)的内壁之间通过滚动轴承(8)连接。 3.根据权利要求2所述的空间二维转台偏心重力补偿机构，其特征在于：所述外壳(5)靠近俯仰轴系(2)一端的外壁与俯仰轴系(2)的支撑架侧壁之间通过连接支架(9)连接，并通过螺钉紧固。 4.根据权利要求1或2或3所述的空间二维转台偏心重力补偿机构，其特征在于：所述转轴(4)的其中一端用于与俯仰轴系(2)相对远离载荷(3)的一端通过联轴器(10)同轴连接。 5.一种空间二维转台偏心重力补偿方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一所述的空间二维转台偏心重力补偿机构，包括以下步骤：步骤1，根据载荷(3)的重量、载荷(3)的偏心安装距离及俯仰轴系(2)的俯仰角度范围，确定需要补偿的干扰力矩范围；步骤2，依据需要补偿的干扰力矩范围确定卷簧(6)的数量及每个卷簧(6)的刚度；步骤3，根据确定的卷簧(6)数量，组装好空间二维转台偏心重力补偿机构，并将转轴(4)与俯仰轴系(2)同轴连接，同时将外壳(5)与俯仰轴系(2)的支撑架侧壁固定连接；步骤4，根据俯仰轴系(2)的俯仰角度，通过空间二维转台偏心重力补偿机构实现二维转台偏心重力的实时补偿。 6.根据权利要求5所述的空间二维转台偏心重力补偿方法，其特征在于：步骤1中，需要补偿的干扰力矩的表达式为： M＝mgLcosθ＝k1ω1+k2ω2+…+knωn 其中，M需要补偿的干扰力矩；m为载荷(3)的质量；g为地面重力加速度；L为载荷(3)的质心与俯仰轴系(2)回转中心的距离；θ为俯仰轴系(2)的俯仰角度，且θ∈[0,90°]；k为卷簧(6)的刚度；ω为在重力补偿的平衡状态下卷簧自由端的扭转角；1，2……n代表卷簧(6)的数量。
所属类别：	发明专利