三轴转台技术要求.doc

三轴转台结构介绍三轴转台是一种用于控制运动方向和角度的机械装置。

它通常由三个相互垂直的轴组成，分别是水平轴、垂直轴和旋转轴。

三轴转台主要用于航空航天、军事、船舶、机器人等领域的精密定位和追踪操作。

水平轴是三轴转台的基本轴之一，也是最基础的运动轴。

它使转台能够在水平方向上进行平移运动，常用于改变转台的位置。

垂直轴是另一个基本轴，它使转台能够在垂直方向上进行上下运动。

通过控制垂直轴的运动，可以改变转台的高度。

旋转轴是最重要的轴，它使转台能够在水平面内进行旋转运动。

通过控制旋转轴的运动，可以改变转台的方向和角度。

三轴转台的结构设计要考虑到稳定性、精度和可靠性。

为了保证转台的稳定性，常采用重型结构和防震装置来减少外界干扰对转台运动的影响。

为了保证转台的精度，需要采用高精度的轴承和驱动装置，以及精密的控制系统。

为了保证转台的可靠性，需要采用可靠的传感器和执行器，并进行合理的维护和检修。

在航空航天领域，三轴转台广泛应用于卫星地面测试和发射场测试。

在卫星地面测试中，可以使用三轴转台模拟卫星在轨道上的运动，以验证卫星的姿态控制系统和传感器的性能。

在发射场测试中，可以使用三轴转台模拟发射过程中的运动情况，以验证发射车辆和卫星的适应性和可靠性。

在军事领域，三轴转台主要应用于导弹、雷达和光电设备的定位和追踪。

通过控制转台的运动，可以实现对目标的精确定位和持续追踪，提高军事系统的作战效能和战场信息获取能力。

在船舶领域，三轴转台主要应用于船舶导航系统和海洋观测设备的定位和导航。

通过控制转台的运动，可以实现对船舶航向和船首方向的控制，提高航行安全性和导航精度。

同时，通过安装观测设备，可以对海洋环境进行实时监测和数据采集。

在机器人领域，三轴转台主要应用于机器人的运动控制和视觉定位。

通过控制转台的运动，可以实现机器人在三维空间的精确定位和运动控制，提高机器人的运动灵活性和操作精度。

同时，通过安装相机和传感器，可以实现机器人的视觉感知和环境识别，提高机器人的自主导航和任务执行能力。

硕士学位论文三轴转台控制系统设计CONTROL SYSTEM DESIGN OF THREE-AXIS TURNTABLE陈丽娟哈尔滨工业大学2010年6月国内图书分类号：TP273.2 学校代码：10213 国际图书分类号：681.5 密级：公开硕士学位论文三轴转台控制系统设计硕士研究生：陈丽娟导师：伞冶教授申 请 学 位：工学硕士学科、专业：控制科学与工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2010年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index：TP273.2 School Number: 10213 U.D.C：681.5 Security: OpenDissertation for the Master Degree in EngineeringCONTROL SYSTEM DESIGN OFTHREE-AXIS TURNTABLECandidate: Chen LijuanSupervisor:Prof. San YeAcademic Degree Applied for:Master of Engineering Specialty: Control Science and Engineering Affiliation: School of Information Scienceand EngineeringDate of Defence:June, 2010Degree-Conferring-Institution:Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘 要三轴转台是应用在半实物仿真系统中，模拟被测物体姿态变化的装置。

本文中，我们研究的主要内容为三轴转台。

本文以实际工程项目为背景，主要研究三轴转台的控制系统设计。

随着武器系统精度的不断提高，对其测试装置的要求也越来越高。

论文首先简要阐述了国内外三轴转台的研究现状，并简要总结了我国转台的发展方向、各类控制方法在该领域的应用情况以及转台控制系统存在的主要问题。

摘要三轴雷达仿真转台是三轴转台的一种，本次设计的三轴雷达仿真转台主要用于某型机载雷达的测试。

转台性能的优劣直接关系到仿真和测试试验的可靠性，是保证某型机载雷达的精度和性能的基础。

本文针对三轴雷达仿真转台的机械结构设计进行了详细的讨论，并进行了理论论证及必要的计算，同时对本转台中使用到的测量元件及联轴器等其他原件的结构及原理作了简单的介绍，设计中采用铸铝合金作为台体的材料，实现了低转速、高精度的要求，并且减轻了整体的重量，使机构在满足：转角范围、速度范围、最大角加速度等设计参数要求的前提下，使结构设计尽量优化。

本设计紧紧围绕着设计任务书中的各项指标，从内环开始至外环一步一步地展开设计。

本文主要内容包括转台的总体结构论证、转台的详细结构设计、转台的误差分析等。

结合转台设计的特点，本文重点讨论了转台机械结构的设计思想及设计过程。

关键词：三轴仿真转台；机载雷达；测量元件；联轴器：内环：中环：外环。

ABSTRACTThree shafts radar simulation turntable is one type of the three shafts turntable . The three shafts radar simulation turntable in this design is mainly used to test a certain type of airborne radar. The simulation turntable has great influence on the reliability and credence of experimentation,so the precision accuracy of a certain type of airborne radar is based on simulation turntable.This paper discusses detailedly the design of mechanical structure of the three shafts radar simulation turntable . Then uses the principle to demonstrate it and do the necessary calculation . At the same time, introduce the principle and structure of measurement components and clutch and other components used in the turntable in brief . This design closely revolves around every targets in design assignment,and spreads out from inner frame to outer frame step by step. The chief content of this paper involves the demonstration of the general structure , the design of the detailed structure and the analysis of error of the turntable. Combining the designing character of the turntable ,this paper emphatically discusses the idea and the process in designing the turntable.Key words：；Three Axis simulation turntable；Airborne radar；Measuring element；Coupling；Inner ring；Central；Outer ring目录摘要 (1)第1章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2.1 智能扫描机械台的发展状况 (5)1.2.2 国内智能扫描机械台的发展状况 (7)1.2.3 未来转台的发展趋势 (8)1.3 立题的目的和意义 (8)1.4 本文主要工作 (8)第2章智能扫描机械台总体设计 (9)2.2总体设计流程 (9)2.3转台类型的确定 (9)2.4转台运动功能设计 (10)2.4.1 工作原理 (10)2.4.2 运动功能方案 (10)2.5转台总体布局设计 (10)2.6转台主要参数设计 (11)第3章智能扫描机械台机械结构详细设计 (12)3.1转台内环结构设计 (12)3.1.1 结构设计 (12)3.1.2 转矩计算 (13)3.1.3轴向固定方式的选择 (14)3.1.4轴的最小直径的确定 (15)3.1.5轴承的选择 (15)3.1.6轴承的固定与密封 (15)3.1.7内框轴与负载盘的联接方式 (16)3.1.8 主要零件刚度校核 (17)3.1.9 电机转矩的校核 (18)3.2转台中环结构设计 (19)3.2.1 结构设计 (19)3.2.2 转矩计算 (20)3.2.3 电机转矩校核 (21)3.3转台外环结构设计 (21)3.3.1 结构设计 (21)3.3.2 转矩计算 (21)3.3.3 电机转矩校核 (23)3.4机械转角限位装置设计 (23)第4章误差分析 (26)4.1回转精度分析 (26)4.1.1 滚动轴系回转精度 (26)4.1.2 俯仰轴系回转精度 (26)4.1.3 方位轴系回转精度 (27)4.2三轴相交度分析 (27)4.2.1 滚动轴与俯仰轴的相交度 (27)4.2.2 俯仰轴与方位轴的相交度 (28)第5章测量及其它元件简介 (29)5.1直流无刷电机 (29)5.2感应同步器 (30)5.3绝对式光电码盘 (30)5.4钢丝滚道轴承 (31)5.5胀紧式联轴器 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (33)第1章绪论1.1 课题背景远古时代，人类的祖先面对着充满神秘色彩的天空，编织出许多美丽、动人的神话、传说故事。

一种可全方位移动的三轴转台结构设计摘要：本文介绍了一种适用于一些小型飞行器模拟测试的实验平台，按要求对其结构进行了设计，并制作了实验的样机。

该实验平台实现可以三个旋转自由度和地面的全方位移动，并且该平台不需要驱动元件，结构简便实用。

关键词：三轴转台;全方位移动;结构设计引言三维转台作为航空、航天研究中的关键地面设备是导航制导设备的关键，所以转台的技术研究一直受到发达国家航空航天领域的高度重视。

三轴转台是用于飞机，导弹，飞船等其他飞行器及地面半实物仿真的关键设备，它可在实验室环境内实时地模拟复现飞行器在空中的动力学特性和飞行器在空间进行中滚转、俯仰、偏航等的运动姿态，转台技术广泛应用于航空、航海、国防建设领域中。

目前，各国研究制作的转台都是带有驱动机构的大型控制转台，这些测试转台无论是机械结构还是测量控制系统都极其复杂，转台的制作使用成本昂贵，操作复杂;而且，这些平台大多是不可自由移动的。

这对于一些需要在地面自由移动的小型简易的实验飞行器和其他一些需要低成本半实物仿真的设备，显然是不适合。

而针对这种在地面自由移动，低成本，使用、操作方便的飞行器设备实验仿真测试平台。

本文提出一种新的可全方位移动的三轴转台设计。

1.结构设计1.1整体结构方案设计按照设计要求，本设计具体地说是一种可全方位移动的三轴转台，包括彼此转动连接的转动部分及移动平台，转动部分包括转杆、中环及外环，移动平台包括底座、支杆及万向轮，外环转动安装在底座上，底座上沿周向均布有多个支杆，每个支杆均连接有万向轮，通过万向轮实现水平方向前后、左右两个平移自由度;中环转动安装在外环内，转杆作为被测对象的载体转动安装在中环内，通过转杆相对于中环转动、中环相对于外环转动及外环相对底座转动实现三个旋转自由度，如图1所示。

图1 转台三维模型1.2转动部分结构设计转台的转动部分包括中间转杆、中环及外环，具体情况可以参照图1。

中环和外环采用的正八边形的形状。

三轴转台原理
三轴转台是一种用于控制物体在三个方向上运动的机械设备。

它由三个轴组成，分别是水平轴、垂直轴和旋转轴，可以通过控制这三个轴的运动来实现物体在空间中的任意运动。

水平轴是控制物体绕着水平方向旋转的轴，垂直轴是控制物体绕着垂直方向旋转的轴，旋转轴是控制物体绕着自身中心旋转的轴。

在实际应用中，三轴转台通常由驱动装置、传感器、控制器和运动平台组成。

驱动装置负责驱动三个轴的运动，通常采用电动机或液压马达的形式。

传感器用于实时监测物体的位置和方向，包括陀螺仪、加速度计和磁力计等。

控制器是三轴转台的核心部件，负责对传感器的数据进行处理，并通过控制驱动装置来控制物体的运动。

运动平台是三轴转台的载体，通常采用平面或球面形式，可以安装不同种类的物体。

三轴转台广泛应用于各种领域，包括航空航天、制造业、医疗设备、机器人等。

例如，在卫星发射前，需要通过模拟三轴转台来测试卫星的运动性能；在制造业中，三轴转台可以用于加工复杂的零件；在医疗设备中，三轴转台可以用于进行手术模拟和医学影像重建等。

三轴数控钻床操作规程三轴数控钻床是一种以数字化技术为基础，通过程序控制钻头在三个坐标轴上移动，并完成钻孔加工操作的设备。

下面是三轴数控钻床操作规程的详细内容。

一、操作者预备工作1. 首先，操作者应对该钻床的结构、性能、工作原理等进行了解，并熟悉操作规程。

2. 检查钻床工作台面及四周工作环境是否整洁，无杂物堆积。

3. 检查钻头、刀具等工具的状况，确保其正常使用。

4. 检查电源插头、电源开关、防护装置等是否完好，并接好电源。

二、钻孔加工操作1. 打开钻床电源开关，打开电脑并登录程序。

2. 根据加工零件的要求，选择合适的刀具、钻头，并进行安装。

3. 在电脑上选择或编辑合适的钻孔加工程序，并导入数控钻床的控制系统。

4. 调整钻床工作台的坐标位置，使加工点与刀具垂直方向保持适当距离，并将工件固定好。

5. 调整机床坐标系零点，并将坐标系原点移动到工件加工原点上。

6. 进行手动示教操作，通过操作手轮或遥控面板，使钻头定位到加工点上。

7. 在电脑上输入加工点坐标和加工深度等参数，并将其保存到数控编程文件中。

8. 开始自动加工流程，运行数控编程文件，钻床按照指定的路径和加工参数进行钻孔加工操作。

9. 加工过程中，操作者需注意钻头的磨损情况，及时更换或修整。

10. 加工结束后，关闭电脑，关闭电源开关，并进行设备的清理和维护。

三、安全操作要求1. 操作者必须经过相关培训并具备一定的操作经验，严禁无经验人员操作。

2. 在操作过程中，穿戴好工作服、安全鞋，必要时戴上安全帽和防护眼镜等安全防护装备。

3. 不得随意操作数控编程文件，如需修改应在合适的环境和权限下操作。

4. 加工过程中严禁手指、手臂等身体部位靠近机床运动部件。

5. 禁止用手直接接触旋转或运动中的机床工作台和刀具。

6. 加工操作结束后要及时关机，保持钻床的质量和安全性能。

7. 对于异常情况，如电路故障、机床漏油等，应及时停机并报修。

以上就是三轴数控钻床操作规程的详细内容，操作者在操作钻床时应严格按照规程进行操作，确保安全和加工质量。

三轴机床安全操作及保养规程1. 前言随着工业自动化的不断发展，机械加工设备在各行各业中的应用越来越广泛。

而三轴机床作为机械加工设备的重要组成部分，其使用率也日益增长。

为了确保三轴机床的稳定运行，防止机床操作不当而引发的安全事故，本文将介绍三轴机床的安全操作及保养规程。

2. 机床安全操作2.1 机床的安装在机床安装过程中，需要注意以下几点：•地面必须平整、牢固，以防机床在操作时晃动。

•机床与地面之间必须装置减震器，以减少机床的震动。

•机床的基础应该符合机床的要求。

•电源线的接地应该符合国家电气安全标准。

2.2 操作前的准备•确保机床正常运转，并检查各种保护装置是否完好。

•对机床进行清洁，并移除机床周围的杂物和油污。

•工件夹紧装置、夹具、切削工具等都应该固定好。

•检查刀具尺寸是否正确，并进行必要的调整。

2.3 操作中的注意事项•操作人员必须熟悉机床的结构、性能及相关安全操作规程。

•操作人员必须戴好防护眼镜、手套、耳罩等安全装置。

•操作人员禁止独自作业，必须有人陪同操作。

•禁止碰、触机床运动部件，保持操作区域周边环境干净整洁，不得存放杂物等障碍物。

•在加工过程中，应该及时清理工件和机床上的碎片，并清除加工过程中产生的烟尘。

3. 机床保养3.1 日常保养•每日检查机床的润滑系统，并定期添加润滑剂。

•定期检查机床的各个部位，并清理积尘和杂物。

•每次使用机床后，应该关闭机床电源，并清洗机床表面。

3.2 定期保养•按照机床说明书的要求进行润滑系统检查和维护。

•定期对机床运动部件进行紧固和调整。

•定期对机床的电气系统进行检查和维护。

4. 结语三轴机床作为机械加工设备的重要组成部分，在工业生产中有着广泛的应用。

为了防止机床操作不当而引发的安全事故，我们必须严格按照安全规程进行操作，并按照保养规程进行定期检查和维护。

三轴平台安全操作及保养规程三轴平台是一种常用于拍摄、旅游景点观赏、科学研究等领域的机械设备，广泛应用于各行各业。

但是，为了保证三轴平台的正常运转和保护操作人员的安全，必须要了解和掌握三轴平台的安全操作及保养规程。

安全操作规程1. 电源供应三轴平台通常都需要接电源才能正常工作，因此在使用之前需要检查电源线是否有损坏。

同时，应该确认电源和三轴平台的额定电压是否相符，并且不能通过拼插等方式增加电源电压，否则可能会引发电动机烧毁等电路故障。

2. 稳定性检查在对三轴平台进行拍摄或变焦时，必须确保其稳定性，以避免意外事故。

因此，在使用之前，应该检查平台是否放置水平，并确认平台可以安置在足够的表面上。

在工作期间，也应该定期检查平台本身和固定物是否处于稳定状态。

3. 操作人员的安全措施在使用三轴平台时，需要保证操作人员的安全。

因此，在平台工作期间，必须使用安全工具（如安全带等）来保持身体稳定；同时，需要注意避免舵机摇晃和外部干扰，不要从平台的另一侧跨过平台，以避免平台崩塌。

4. 安全回收当三轴平台工作完毕后，需要将平台及其相关部件回收，以便更好地保护设备，并节约能源。

在回收前，应将电源关闭，进行机械部件的清洁工作，并将其放置在防潮、清洁的环境中。

如果有必要，应在设备中安装防塞机构，以避免灰尘、沙子等杂物的堆积造成故障。

保养规程为保证三轴平台长时间稳定工作，必须定期维护和保养设备。

以下是维护和保养三轴平台的规程。

1. 检查连接部件三轴平台整体结构较为复杂，在使用一段时间后容易出现松动或损坏。

因此，在每次使用之前，都需要检查设备的电线、舵机、整个火炬以及连接器等部件是否完好，以确保所有部件都可靠连接。

2. 润滑剂维护舵机和直流电动机都需要使用润滑剂。

对于服务时间较长的三轴平台，在修复或保养设备时需要更换润滑剂。

润滑剂应根据设备生产商要求和特定的应用要求，按时更换，否则可能会引发运动快慢杆或伺服控制电源故障。

3. 清洗和维护设备表面三轴平台的表面需要经常进行清洗和维护以确保其正常工作。

摘要航空、航天工业发展水平是一个国家科技、经济和国防实力的重要标志。

而转台则作为航空、航天等领域中进行半实物仿真和测试的关键设备，也就在其研制过程中起到了极其重要的作用。

采用飞行模拟转台进行仿真不仅加快了武器与飞行控制系统的研制过程，也是研制费用大大降低，同时它是保证航空、航天型号产品和武器系统精度及性能的基础。

因此，转台的研究与制造对航空、航天工业和国防建设的发展具有重要作用。

本次毕业设计主要工作有对现有三轴飞行转台进行调研和分析，明确三轴转台的工作原理和结构组成部分，同时对实验室现有状况进行考察并对其建模，给出其中现有各物件尺寸及相对位置，还有设计外框马达单通道试验结构、中框马达单通道试验结构和内框电机试验结构、撰写论文。

关键字转台;仿真;驱动元件IAbstractAviation and aerospace industry development level is an important symbol of national science and technology, economy and national defense strength. While the turntable as aviation, aerospace and other fields ofhardware-in-the-loop simulation and test of key equipment, also in the process of its development has played a very important role.The flight simulation turntable simulation not only speed up the process of development of weapon and flight control system, also is development cost is greatly reduced, at the same time it is to ensure that aviation and aerospace model product and the basis of weapon system accuracy and performance. Therefore, the study of the turntable and manufacturing for the development of aviation, aerospace industry and national defense construction plays an important role.The graduation design main job is to the existing research and analysis for three axis turntable flight, clear the working principle and structure of the three-axis turntable part of inspection for the laboratory existing conditions and its modeling, given the current size of various objects and the relative position, and the design frame motor single channel of frame structure, the test motor single channel test structure and frame motor test structure, writing essays.Keywords turntable;simulation;driving elementII目录摘要 (I)Abstract ........................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1 课题研究的目的、背景和意义 (1)1.2 国内外测试转台的发展概况 (1)1.2.1 国外对测试转台的研究 (1)1.2.2 国内对测试转台的研究 (3)1.3 未来转台发展趋势 (5)1.4 本章小结 (5)第2章半实物仿真 (6)2.1 半实物仿真系统定义 (6)2.2 半实物仿真的先进性及其特点 (6)2.3 半实物仿真的基本组成和原理 (6)2.4 三轴飞型转台与半实物仿真 (7)2.5 本章小结 (8)第3章三轴转台的概述 (9)3.1 三轴转台工作原理的概述 (9)3.2 仿真转台驱动原件的选择和标准 (9)3.2.1 液压驱动的优缺点 (9)3.2.2 电机驱动的优缺点 (10)3.3 驱动型式的选择 (10)3.4 本章小结 (11)第4章驱动元件试验场地 (13)4.1 实验室地基 (13)4.2 储能器 (13)4.3 实验室整体建模 (14)4.4 本章小结 (15)第5章外框马达单通道实验方案 (16)5.1 试验环境 (16)5.2 马达受力计算 (16)III5.3 负载盘设计 (16)5.3.1 设计条件 (16)5.3.2 偏载件 (17)5.3.3 负载盘 (17)5.3.4 负载总成 (18)5.4 底座 (19)5.5 外框驱动元件试验结构 (21)5.6 本章小结 (22)第6章中框马达与内框电机试验 (24)6.1 中框马达试验 (24)6.1.1 试验环境 (24)6.1.2 模拟负载 (24)6.1.3 底座 (25)6.1.4 安装弯板 (25)6.2 内框电机试验 (25)6.2.1 模拟负载 (25)6.2.2 电机的安装及固定 (25)6.3 中框马达和内框电机试验 (26)6.4本章小结 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录1 (32)附录2 (36)IV第1章绪论1.1课题研究的目的、背景和意义航天、航空以及航海事业的发展水平反映了一个国家的综合国力，体现了一个国家的经济发展水平、科技发展水平以及军事实力的综合体现。

一种三轴转台测试系统的制作方法1.本申请涉及航空电气系统领域，尤其涉及一种三轴转台测试系统。

<b>背景技术：</b>2.随着宽体飞机和飞机多电化的技术研究，为满足飞机飞控系统六自由度试验需求，越来越多的试验采用了三轴转台对飞机模拟飞行中的六自由度进行模拟。

3.六自由度进行模拟为半物理仿真将实物接入仿真回路中进行实时仿真，使部件能在满足系统整体性能指标的环境中得到检验，并对数学仿真结果进行呈现。

而三轴飞行转台是进行飞行器半物理仿真试验的重要设备之一，其作用是在地面上模拟飞行器在空中的动态特性和各种姿态，在飞机模拟飞行及飞行控制的有关试验中均有涉及。

而目前的关于三轴转台的试验多基于本地试验，未形成异地协同试验能力，这局限了三轴转台设备的使用范围；未搭建试验专网，试验缺乏安全性保障；传输延迟较高，延迟对试验结果产生一定影响等。

因此，亟需一种可以为三轴转台提供异地操作的能力、扩大三轴转台的使用场景、支持异地协同的三轴转台测试方案。

<b>技术实现要素：</b>4.本申请提供一种三轴转台测试系统，可以为三轴转台的测试提供了异地进行操作的方式，扩大了三轴转台的测试使用场景，实现了三轴转台的异地协同测试。

5.本申请提供了一种三轴转台测试系统，所述系统包括：测试客户端、客户端通信装置、三轴转台系统通信装置和三轴转台系统；其中，所述测试客户端通过所述客户端通信装置与所述三轴转台系统通信连接，所述三轴转台系统通过所述三轴转台系统通信装置与所述测试客户端通信连接；6.所述测试客户端，用于响应于测试操作，通过所述客户端通信装置向所述三轴转台系统发送测试指令信号；以及，接收所述三轴转台系统返回的测试实验数据，并根据所述测试实验数据进行分析，得到测试结果；7.所述三轴转台系统，用于接收所述测试指令信号；根据所述测试指令信号进行三轴转台仿真测试，得到所述测试实验数据，以及，通过所述三轴转台系统通信装置向所述测试客户端返回所述测试实验数据。