砥砺七载 筑造全球领先专利——球形双轴稳定平台[图]

发布时间:2018/8/13  来源:思壮快讯  阅读:3934

1、科研突破

  北京千赢科技股份有限公司(股票代码:002383)两位毕业于北京航空航天大学,拥有多年科研经验的副教授唐李征博士和张地老师,通过7年的自主研发和创新,推出球形双轴稳定平台产品,技术达到全球领先水平,并得到国际市场认可

  双轴稳定平台是千赢精心培育的引领世界前沿、有广阔市场前景的高价值专利产品,专利名称为一种双自由度旋转控制装置及设有该装置的应用系统,专利号为201510280742.9

  该专利在2018中国·海淀高价值专利培育大赛中,从超过1万件参赛专利中脱颖而出,成功晋级决赛,此活动是国内首次以高价值专利培育为主题的创新大赛

  ★ 双轴稳定平台可广泛应用于各种高精度动态稳定平台和自动静态定向/调平装置。
  ★ 实现机载、星载等高精度微型双轴稳定平台,也可以当作双轴调整台使用。
  ★ 正式销售后年营收估值在千万级。

  双轴稳定平台能够为任何运动载体提供导航服务,它的诞生意味着在获得相同定位精度的情况下,可以革命性地缩小体积,减少重量,从而降低平台制造成本

  运行原理举例
  地面上的运动载体可以凭借参照物进行导航,但空中的运动载体如飞机,需要凭借陀螺等辨别方向。陀螺需要人为瞄准北方,在瞄北之前要确保其在一个水平面上,但飞机飞行时的晃动会造成干扰。这时,把陀螺放在双轴稳定平台上就可以始终保持在水平面上了。


双轴稳定平台

  产品创新点:
  ◆ 独特的支撑与驱动于一体的结构设计,简化了驱动方式和驱动结构,大大提高了系统的动态性能,革命性得改变了传统双轴稳定平台运动控制相互耦合的问题,并使产品向小型化发展成为可能;
  ◆ 首次采用直线电机进行旋转驱动,将压电陶瓷电机的控制精度完全复映到球体的回转运动上,控制精度、动态性能远远优于传统稳定平台;
  ◆ 采用瞬时轴理论进行旋转

2、行业背景
  关于陶瓷电机驱动研究国内起点较低,从事理论研究和实际应用的单位屈指可数,也就三到四家,且都是单轴转台,没有双轴转台的概念。这些国内单位在单轴转台的陶瓷电机驱动上,对轴系没有符合相关要求的测量体系,不清楚自己使用轴的实际精度,其生产出来的都是低端产品。
  在陶瓷电机的安装、驱动、检测方面无标准、无测量,而这缺失的两方面正是陶瓷电机驱动转台的技术关键,这些技术难点没有一定的时间和经验积累是不可能形成有技术含量的产品的。令人欣喜的是,千赢突破了这一技术瓶颈。

3、产品性能
  双轴稳定平台产品属于精密仪器领域,常用于实现稳定平台、自动调平装置等,是实现三旋转自由度驱动、稳定装置和方法的核心
  产品的摩擦球面既是用于支撑其旋转的“支撑球面”,也是用于产品摩擦力通过摩擦力驱动其旋转的“驱动球面”。同一部位实现两种功能,简化了驱动方式和驱动结构,不仅能够减少零部件数量,而且还可以减小产品尺寸,使产品向小型化方向发展成为可能。
  不仅如此,开发者首次提出采用直线电机进行旋转驱动,并使其驱动端与转动体磨擦球面直接接触传递力和力矩。工作时,直线电机的驱动端能够以摩擦的形式将力直接传递到转动体,从而形成使转动体在不同方向上旋转的驱动力矩,每一个或每一组驱动电机对应一个方向上的旋转自由度,通过角度检测单元和控制单元,最终可实现对转动体在两个旋转自由度上的定向、稳定进行控制和调整。

4、产品优势


双轴稳定平台正面                ▲双轴稳定平台反面

  (1)使用一个转动体即可实现两个自由度的旋转,结构简单,很容易通过直线电机安装位置调整实现两个旋转轴的正交,成本将大幅降低
  (2)通过转动体摩擦球面的表面精加工,较低的成本即可保证良好的球度和转动体表面的粗糙度(纳米级别),而直线电机的超声激励频率、纳米级振幅,可在两个旋转自由度上均获得非常高的旋转精度
  (3)直线电机直接将驱动力矩作用于转动体表面,转动体的球形结构或类球形结构具有极高的刚度,因此可获得极高的动态性能,在不需要驱动转动体转动时,直线电机的自锁特性,能够使转动体的姿态保持稳定而不需要消耗能量,从而使得整套装置具有极高的能效
  (4)采用直线电机、转动体的双自由度旋转控制装置,可在满足高精度、大负载要求的情况下实现小尺寸,有利于最终产品向小型化方向发展

  综上所述,本产品与同类功能的产品相比,结构简单、成本低、性能稳定,且易于小型化、动态响应更宽、功耗更小,可广泛应用于各种动态稳定平台和自动静态定向/调平装置。可实现机载、星载等高精度微型双轴稳定平台,也可以当作双轴调整台使用

5、解决问题
  双轴稳定平台产品用于观测设备时可以像人的眼球那样转动。革命性地改变了传统双轴稳定平台运动控制相互耦合的问题,控制精度远远高于传统稳定平台,动态性能远远优于传统稳定平台
  通过简单调整即可实现球心和质心的重合,运动类似于一个理想球绕自身的中心回转。降低了转动惯量,提高了系统的动态性。


双轴稳定平台

  压电陶瓷电机自身控制精度很高,实现了电机的控制精度完全复映到球体的回转运动上,使得球体的运动、控制精度都是传统双轴转台无法比拟的。
  首次实现了运动控制精度大于现有的各型地平传感器精度。只要传感器能够采集、感知到的精度,球形稳定平台都能够实现相应的控制精度,实现了球形稳定平台的系统精度主要取决于传感器的精度,任何传感器的精度执行机构都能精确跟随。

6、专利布局
  双轴稳定平台产品的核心技术于2015年5月27日在国内同时提交了发明、实用新型,以及PCT国际专利申请,专利名称:一种双自由度旋转控制装置及设有该装置的应用系统。于2017年先后进入美国、以色列和欧洲的国家阶段申请,以色列申请已经授权。


专利布局及进展

  千赢是产业布局最完备的卫星导航定位领域的公司之一,始终非常重视知识产权的积累和布局,拥有国内专利174项,国际专利44项,产品行销遍布全球的90多个国家和地区。

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