本發明公開了一種具有10自由度的穩瞄主動磁懸浮轉臺，在底座(4)的外圓面上對稱安裝有驅動機構(10、11)。圓盤體(3)的圓周上設置有多個結構相同的徑軸向磁軸承一體轉子組件(2)，在磁懸浮轉動平臺(1)的外部圓周上對稱分布著四個徑軸向磁軸承一體定子組件(6、7、8、9)，在磁懸浮轉動平臺(1)的中心設置單軸轉臺驅動機構(5)。在通電條件下，徑軸向磁軸承一體定子組件(6、7、8、9)先通電使徑軸向磁軸承一體轉子組件(2)懸浮，一方面再由單軸轉臺驅動機構(5)使徑軸向磁軸承一體轉子組件(2)轉動，另一方面由驅動機構(10、11)驅動徑軸向磁軸承一體轉子組件(2)實現順時針、逆時針、豎直方向的完全懸浮運動。本發明采用磁懸浮軸承的主動振動抑制功能，對穩瞄主動磁懸浮轉臺的微振動實現機械隔離，達到超穩超靜的目的。

技術領域

本發明涉及用于大尺寸視覺測量相機的轉臺，更特別地說，是指一種能夠在磁懸浮狀態下完成順時針運動、逆時針運動、豎直方向運動的主動磁懸浮軸承支承的穩瞄主動磁懸浮轉臺。

背景技術

近年來，隨著磁懸浮技術的進步，高速磁懸浮電機迅速發展，其具有轉速高、功率密度高、小體積、響應快和可直接驅動負載等優點，廣泛應用于高速磁懸浮鼓風機、磁懸浮超高真空分子泵、磁懸浮儲能飛輪和磁懸浮力矩陀螺等高速旋轉設備。磁軸承的承載能力是通過設計確定的，且受尺寸大小限制，如果實際載荷超過這一承載能力，或者磁軸承的支承因某種原因失效了，轉子將不再處于懸浮狀態而會與機械邊界發生觸碰。為了在這一跌落碰撞中避免造成轉子上的疊片結構和磁軸承定子損壞，安裝了保護軸承。保護軸承起著臨時支撐轉子和保護定子系統的作用。

磁懸浮技術具體是指磁懸浮軸承(或稱磁軸承)技術，是利用電磁力將轉子懸浮起來，以代替傳統的機械軸承支撐。磁軸承可以克服機械軸承擦損耗大的缺點，運行過程中轉子無任何機械接觸，無摩擦、無潤滑，提高了機械壽命。因此其轉速可以非常高，通常在10000rpm～60000rpm之間。其幾何尺寸遠小于輸出功率相同的常規旋轉設備，有效地節約了材料，大幅度提高了設備的能量密度。磁懸浮技術使得直接驅動負載變成可能，無需增速機構，減小了系統體積，可實現零傳動損耗運行，效率高，大大降低了運行噪聲。

“穩瞄技術”作為穩瞄轉臺的關鍵技術，一直是高精度跟蹤平臺的研究熱點。穩瞄技術最先在陸軍領域的坦克系統中得到應用，其典型應用是車長搜索瞄準鏡。2018年第05期《裝備制備技術》出刊的“星載小型二軸穩瞄轉臺結構設計”中，指出星載小型二軸穩瞄轉臺是空間產品，它可以實現對成像系統光軸的穩定及對目標的跟蹤。而目前大多的二軸轉臺一般設計有一個單向固定不動的支臂，通過支臂兩端來連接轉臺，從而實現轉臺的順、逆時針的轉動。

發明內容

本發明旨在解決大尺寸視覺測量相機中慣性執行機構如陀螺儀或飛輪等的力學模擬實驗和輸出力矩測試問題。本發明設計的具有10自由度的穩瞄主動磁懸浮轉臺能夠從機械上實現振動的物理隔離，先天性地切斷了振動源的傳播路徑，可以完全模擬太空中極微振動的環境，一方面既能在空間上應用，也能在地面上的半實物仿真平臺上應用；另一方面解決了大尺寸視覺測量相機中傳統固定不動的支臂受結構固有頻率的限制，不可以避免的在一定頻率下發生共振，影響轉臺的穩定性。而本發明采用磁懸浮軸承的主動振動抑制功能，對穩瞄主動磁懸浮轉臺的微振動實現機械隔離，達到超穩超靜的目的。由于磁懸浮軸承具有無摩擦無需潤滑的特點，所采用的磁懸浮驅動電機可以直接驅動轉臺進行精密旋轉，避免了減速器的傳動帶來的機械振動，實現了驅動和支承的完全振動隔離，大大提高慣性執行機構的測試可靠性，實現對航空航天和導航制導技術的突破。