专利名称：安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种舰载光电跟踪仪，尤其涉及一种安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置。
背景技术：
光电跟踪仪是一套多波段、多传感器、高精度、自动化程度高的综合性光电设备， 电视摄像机、红外热像仪和激光测距机等光电传感器在方位和俯仰装置的带动下实现对目标的探测和跟踪，并完成对目标运动参数的测量。对于安装在舰炮托架上的光电跟踪仪，其方位装置通过壳体与舰炮刚性连接，并要求光电跟踪仪的体积和重量应尽量小，且重心高度不宜太高。但同时舰船的摇摆和倾斜以及舰炮高速调舷或射击产生的剧烈冲击振动，特别是横向冲击振动，会直接作用在光电跟踪仪方位装置上，使其产生弯曲变形，造成俯仰轴的倾斜，降低了光电跟踪仪对目标的跟踪精度。这就要求方位装置不但要做到体积小、重量轻，而且要有足够的横向(径向)支承刚度，以提高光电跟踪仪的机械特性和抗弯能力，保证其跟踪精度。光电跟踪仪的方位装置一般采用立轴式结构，图1、图2给出了两种常用的结构形式。图1所示的方位装置上下各配置一只向心轴承1、2，上端再加一只推力轴承3，测角元件4和驱动元件5根据结构布局等要求安装在两个向心轴承之间或其他位置。由于采用了推力轴承，这种形式具有较大的承载能力，但也增加了结构的复杂性以及装置的体积和重量，因此适用于较大的跟踪转台。此外该装置还存在以下不足(1)对安装推力轴承的平面与方位主轴的垂直度以及相关零件的轴向尺寸精度要求较高，否则会发生干涉(或过定位)，引起较大的装配应力；( 推力轴承的摩擦力矩较大且其滚动体的离心力随转速而变化，导致摩擦力矩变化范围较大，影响伺服控制性能和系统跟踪精度。图2所示的方位装置上端采用一对角接触球轴承6 (或圆锥滚子轴承)，下端采用一只圆柱滚子轴承7，测角元件4和驱动元件5根据结构布局等要求安装在两种轴承之间或其他位置。这是一种典型的配置方式，承载能力大，应用范围广。但也存在一定的不利因素 即在使用相同轴承的情况下，轴承晃动量等误差对方位装置精度的影响与轴承跨距L成反比，且其刚度与轴承跨距L成正比，因此为了提高精度和刚度，就要保证轴承间有足够长的跨距，从而导致装置高度的增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有光电跟踪仪方位装置存在的不足，为安装于舰炮托架上的光电跟踪仪提供一种装配方便、体积小、重量轻、精度高、具有足够的横向支承刚度且高度满足要求的方位装置，以提高光电跟踪仪的机械特性和抗弯能力，改善光电跟踪仪的伺服控制性能，保证其跟踪精度。为解决上述技术问题，本发明提供的方位装置包括含有静止部分、转动部分以及两者之间相连的多个轴承、旋转变压器和力矩电机，其特征在于在所述静止部分中，内轴承座固连在方位基座的中心通孔内，轴承转接座大间隙套在内轴承座的上段且轴承转接座的外侧与方位基座固连；在转动部分中，方位联接盘同轴固连在方位轴的上端面；所述方位联接盘和内轴承座均带有中心通孔；所述方位轴同轴套在所述内轴承座的外部且使方位联接盘与轴承转接座实现端面接触；在所述方位轴与所述内轴承座形成的环形空间中，由上至下依次安装一对背靠背的角接触球轴承、支承隔圈和深沟球轴承；支承隔圈的两个端面分别与背靠背的角接触球轴承的下端外圈和深沟球轴承的上端外圈接触；背靠背角接触球轴承的上、下端内圈均与所述内轴承座固连，上端外圈与所述方位轴固连；深沟球轴承的内圈与所述内轴承座为间隙配合且轴向不固定，下端外圈通过轴承压圈与方位轴的下端面压紧；所述力矩电机和所述旋转变压器安装在所述方位基座和所述方位轴构成的环形空间中，且力矩电机和旋转变压器之间设有屏蔽隔圈，力矩电机和旋转变压器的转子均与方位轴的外壁固连，力矩电机和旋转变压器的定子均与方位基座的内壁固连；在所述轴承转接座与方位联接盘之间的环形空间中安装外支承轴承，外支承轴承为向心轴承，其内圈与方位联接盘固连，外圈与轴承转接座为间隙配合且轴向不固定。在本发明中，所述屏蔽隔圈采用厚度为0.5mm 3mm的软磁合金1J50制作。此夕卜，在方位联接盘与轴承转接座的接触面上设有相互共轭的环形槽和环形台并组成径向迷宫式密封结构，所述环形槽内涂满润滑脂。本发明的有益效果体现在以下几个方面(1)在本发明中，方位轴内壁与刚性好、稳定性强、精度高、承载能力大且可承受双向载荷的背靠背的角接触球轴承和起辅助支承作用的深沟球轴承联接，外壁与力矩电机和旋转变压器联接，同时在方位联接盘和轴承转接座之间设有外径较大的外支承轴承，由内外两组轴承形成双支承结构，在保证轴向承载能力的前提下，扩大了方位装置支承点的直径，使角接触球轴承和深沟球轴承的跨距对轴系精度的影响变小，达到了缩短方位装置的轴向尺寸且降低光电跟踪仪的高度的目的，更重要的是有效地提高了方位装置的横向支承刚度，改善了光电跟踪仪的机械特性和抗弯能力，特别是改善了光电跟踪仪抵抗舰船的摇摆和倾斜以及舰炮高速调舷或射击所产生的剧烈的横向冲击振动的能力，从而保证了光电跟踪仪对目标的动态跟踪精度。(2)本发明中所选轴承在满足承载能力的条件下均使用轻型精密向心轴承，同时外支承轴承外圈采用间隙配合且轴向不固定，或采用内圈或外圈无挡边圆柱滚子轴承(其内外圈可以沿轴向拆分)作为外支承轴承，不仅拆装简单方便且不存在过定位现象，无装配应力，而且摩擦力矩及其变化范围均较小，提高了方位装置的鲁棒特性，改善了光电跟踪仪的伺服控制性能。此外本发明采用径向迷宫式密封措施，起到了防尘、防水、防潮的作用， 以保护方位装置内部的机电元件和零部件。因此本发明的方位装置具有精度高、刚性好、结构简单、体积小、重量轻、控制特性优、适装性好、环境适应性强、可靠性高等特点，不仅可用在安装于舰炮托架上的光电跟踪仪，也可用在安装于其他载体或位置(如车辆或甲板、桅杆等)的光电跟踪仪和其他同类跟踪设备(如雷达等)。(3)本发明的力矩电机和旋转变压器之间装有采用软磁合金1J50制作的屏蔽隔圈，可以有效阻隔力矩电机磁场外泄，不仅减小了对旋转变压器的磁干扰，保证了旋转变压器输出数据的正确性和精度，而且改善了光电跟踪仪整机的电磁兼容性。
图1是现有技术中一种常用方位装置的结构示意图。图2是现有技术中另一种常用方位装置的结构示意图。图3是本发明方位装置的结构组成示意图。图4是图3中I处即径向迷宫式密封结构的局部放大图。
具体实施例方式正如图3所示，本发明优选实施例提供的方位装置包括含有方位基座1、轴承转接座10和内轴承座6的静止部分，含有方位联接盘2和方位轴4的转动部分以及两者之间相连的多个轴承、旋转变压器12和力矩电机14。方位基座1、轴承转接座10、内轴承座6、方位联接盘2和方位轴4均带有中心通孔，用于安装导电滑环或穿插电缆，以实现方位装置上端负载电信号向下端的传输。对于静止部分而言，内轴承座6固连在方位基座1的中心通孔内，轴承转接座10大间隙套在内轴承座6的上段且外侧与方位基座1固连。对于转动部分而言，方位联接盘2同轴固连在方位轴4的上端面且方位联接盘2的外圈一周设有若干与负载联接的安装孔。方位轴4同轴套在内轴承座6的外部且使方位联接盘2与轴承转接座10实现端面接触，在方位联接盘2与轴承转接座10的接触面上设有相互共轭的环形槽和环形台并组成径向迷宫式密封结构18(参见图4)，在环形槽内涂满润滑脂。在方位轴4 与内轴承座6之间形成的环形空间中由上至下依次安装一对背靠背的角接触球轴承5、支承隔圈17和深沟球轴承16。背靠背角接触球轴承5内圈的下端定位在内轴承座6的轴肩处，内圈上端通过旋合在内轴承座6上的第一开口螺母7压紧；外圈上端定位在方位轴4的内轴肩处，外圈下端与支承隔圈17的上端面接触；深沟球轴承16外圈的上端与支承隔圈 17的下端面接触，下端通过固连在方位轴4下端面的轴承压圈15压紧；内圈与内轴承座6 为间隙配合且轴向不固定。力矩电机14和旋转变压器12安装在方位基座1和方位轴4构成的环形空间中且力矩电机14和旋转变压器12之间设有屏蔽隔圈13。力矩电机14和旋转变压器12的转子均与方位轴4的外壁固连，力矩电机14和旋转变压器12的定子均与方位基座1的内壁固连。旋转变压器12和轴承转接座10之间设有阻挡油污的隔圈9且隔圈 9固连在方位基座1内。在轴承转接座10与方位联接盘2之间的环形空间中安装有外径较大的外支承轴承3，外支承轴承3为向心轴承，本优选实施例中选用深沟球轴承，其内圈通过旋合在方位联接盘2下端的第二开口螺母8压紧而实现与方位联接盘2的固连，外圈与轴承转接座10为间隙配合且轴向不固定，使其拆装简单方便且不存在过定位现象，无装配应力。刻度环11小间隙地套在轴承转接座10和方位基座1上段的外部且与方位联接盘2 固连，其外壁一周刻有指示角度的刻线和数值。背靠背的角接触球轴承5既可以承受径向力也可以承受轴向力，通过轴向预紧消隙还可以实现高的回转精度和高的支承刚度，在本发明中，背靠背的角接触球轴承5主要用以承受轴向力，应根据方位装置的负载大小、精度及工作环境等要求进行选型，深沟球轴承16作为辅助支承以减小方位轴4下端的径向晃动。屏蔽隔圈13用来阻隔力矩电机14 的磁场外泄，不仅可以减小对旋转变压器7的磁干扰，保证其输出数据的正确性和精度，而且可以改善光电跟踪仪整机的电磁兼容性，屏蔽隔圈13的厚度依照力矩电机的功率和方位装置内部的结构尺寸来确定，一般为0. 5mm 3mm。刻度环11不仅用于指示方位装置转动的角度，而且是方位装置防尘、防水、防潮的第一道护圈。外支承轴承3可在保证精度的条件下，根据载荷情况，特别是横向和倾覆载荷情况进行选型，故而由内外两组轴承形成双支承结构，在保证轴向承载能力的前提下，扩大方位装置支承点的直径，减小角接触球轴承 5和深沟球轴承16之间跨距对轴系精度的影响，缩短方位装置的轴向尺寸并降低光电跟踪仪的高度，更重要的是提高方位装置的横向支承刚度，改善光电跟踪仪的机械特性和抗弯能力，特别是改善光电跟踪仪抵抗舰船的摇摆和倾斜以及舰炮高速调舷或射击所产生的剧烈的横向冲击振动的能力。在本优选实施例中，方位基座1、隔圈9和刻度环11的材料均为铸铝ZLl 14A，方位联接盘2、方位轴4、内轴承座6和轴承转接座10的材料均为合金钢40CrMMoA，屏蔽隔圈 13采用厚度为Imm的软磁合金1J50制作，其余零件的材料均为45钢。力矩电机14的型号为J300LYX001，旋转变压器12的型号为J320XFS004。角接触球轴承5的型号7022AC/P4/ DBB，深沟球轴承16的型号为61^6/P42。外支承轴承3所选深沟球轴承的型号为61856/ P52。此外，在本发明中，外支承轴承3还可以采用其他类型的向心轴承，如角接触球轴承，其内圈与方位联接盘2固连，外圈与轴承转接座10为间隙配合且轴向不固定，或者内圈或外圈无挡边圆柱滚子轴承，其内外圈分别与方位联接盘2和轴承转接座10固连，从而实现本发明的不同实施例。
权利要求
1.一种安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置，包括含有静止部分、转动部分以及两者之间相连的多个轴承、旋转变压器[12]和力矩电机[14]，其特征在于在所述静止部分中，内轴承座W]固连在方位基座[1]的中心通孔内，轴承转接座[10]大间隙套在内轴承座W]的上段且轴承转接座[10]的外侧与方位基座[1]固连；在转动部分中，方位联接盘[2]同轴固连在方位轴W]的上端面；所述方位联接盘[2]和内轴承座[6]均带有中心通孔；所述方位轴W]同轴套在所述内轴承座W]的外部且使方位联接盘[2]与轴承转接座[10]实现端面接触；在所述方位轴[4]与所述内轴承座[6]形成的环形空间中，由上至下依次安装一对背靠背的角接触球轴承[5]、支承隔圈[17]和深沟球轴承[16]；支承隔圈 [17]的两个端面分别与背靠背的角接触球轴承[5]的下端外圈和深沟球轴承[16[的上端外圈接触；背靠背角接触球轴承[5]的上、下端内圈均与所述内轴承座W]固连，上端外圈与所述方位轴[4]固连；深沟球轴承[16]的内圈与所述内轴承座[6]为间隙配合且轴向不固定，下端外圈通过轴承压圈[15]与方位轴[4]的下端面压紧；所述力矩电机[14]和所述旋转变压器[12]安装在所述方位基座[1]和所述方位轴[4]构成的环形空间中，且力矩电机[14]和旋转变压器[12]之间设有屏蔽隔圈[13]，力矩电机[14]和旋转变压器[12]的转子均与方位轴W]的外壁固连，力矩电机[14]和旋转变压器[12]的定子均与方位基座 [1]的内壁固连；在所述轴承转接座[10]与方位联接盘[2]之间的环形空间中安装外支承轴承[3]，外支承轴承[3]为向心轴承，其内圈与方位联接盘[2]固连，外圈与轴承转接座 [10]为间隙配合且轴向不固定。
2.根据权利要求1所述的安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置，其特征在于所述屏蔽隔圈[13]采用厚度为0. 5mm 3mm的软磁合金1J50制作。
3.根据权利要求1或2所述的安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置，其特征在于 在方位联接盘[2]与轴承转接座[10]的接触面上设有相互共轭的环形槽和环形台并组成径向迷宫式密封结构[18]，所述环形槽内涂满润滑脂。
4.根据权利要求3所述的安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置，其特征在于所述外支承轴承[3]选用深沟球轴承。
全文摘要
本发明公开了一种安装于舰炮托架上的光电跟踪仪方位装置，包括含有方位基座、内轴承座与轴承转接座的静止部分、含有方位轴与方位联接盘的转动部分及两者之间相连的多个轴承、力矩电机和旋转变压器；内轴承座和方位轴采用角接触球轴承和深沟球轴承联接且内轴承座安装在方位基座内；方位联接盘与轴承转接座分别固联在方位轴与方位基座的上端且两者之间设有外径较大的外支承轴承。本发明不仅缩短了方位装置的轴向尺寸且提高了光电跟踪仪的横向支承刚度和抗弯能力，而且改善了光电跟踪仪抗摇摆倾斜和横向冲振的能力；同时具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高，控制特性优良的特点，还可推广用于多种载体或安装位置的其他同类跟踪设备。
文档编号G05D3/12GK102508496SQ20111030529
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者崔海云, 王虎, 胡博, 郭渝琳, 陆培国, 马优恒 申请人:中国兵器工业第二○五研究所