(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210809951.8 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 长春萨米特光电科技有限公司 地址 130000 吉林省长 春市高新 开发区锦 湖大路13 57E号1013、 2013号房 (72)发明人 荀斯文　张鹏　陈亮　黄猛　 汪永阳　高健　 (74)专利代理 机构 长春吉大专利代理有限责任 公司 22201 专利代理师 王淑秋　朱世林 (51)Int.Cl. F16M 11/12(2006.01) F16M 11/18(2006.01) F16F 15/02(2006.01) (54)发明名称 一种基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴 四框架转动机构 (57)摘要 本发明涉及一种基于柔性支撑和音圈电机 组成的两轴四框架伺服转台， 其中包括外框架方 位驱动、 外框架俯仰驱动、 内框架方位驱动、 内框 架俯仰驱动四个部分； 外俯仰和外方位采用无刷 电机配合滚动轴承的设计， 内方位和内俯仰采用 音圈电机配合柔性支撑的设计， 是回转运动的驱 动组成部分， 实现所在轴系方向的回转运动； 四 框架回转均配有角度传感器， 采集角度信息， 实 现回转运动的精准控制； 外框架与内框架之间通 过减震器连接； 本发明通过柔性支撑和音圈电机 实现两轴的运动， 转角度精准， 工作带宽高； 在有 限的体积尺寸内， 有效提高了电机出力， 在伺服 转台控制中， 对带宽的提高提供了有力支撑； 减 少了零件数量， 降低了装配时间， 简化加工了过 程。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114941786 A 2022.08.26 CN 114941786 A 1.一种基于柔 性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 包括外俯仰轴系、 外方位轴系、 内俯仰轴系和内方位轴系四个轴系， 其中外俯仰轴系和 外方位轴系采用的是无刷电机和滚动轴承设计， 内方位轴系和内俯仰轴系采用的是音圈电 机和柔性支撑设计； 所述外方位轴系是固定的， 所述外俯仰轴系安装在外方位轴系上， 所述内方位轴系安 装在外俯仰轴 系上， 所述内俯仰轴 系安装在内方位轴 系上。 2.根据权利要求1所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 所述的四个轴系上安装均设有角度传感器， 通过角度传感器信号实现对角度精准控 制。 3.根据权利要求2所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 所述外方位轴系包括外方位基座(1.1)、 外方位电机(1.2)、 旋转轴承(1.3)、 外方位轴 (1.4)、 方位角度传感器(1.6)； 外方位轴(1.4)通过旋转轴承(1.3)和压盖固定在外方位基座(1.1)上， 外方位轴(1.4) 的另一端与外方位电机(1.2)的转子通过螺钉固定； 外方位电机的定子固定在外方位基座 (1.1)上， 外方位轴(1.4)的延伸段 上装有方位角度传感器(1.6)。 4.根据权利要求3所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转机构， 其特征 在于： 还包括外俯仰角度传感器(1.9)、 外俯仰轴承(1.1 1)； 所述外方位轴(1.4)的输出端通过螺钉固定在外俯仰框架(1.5)， 外俯仰框架(1.5)的 一侧通过外俯仰轴承(1.11)将外俯仰轴(1.8)固定在外俯仰框架(1.5)上， 外俯仰轴(1.8) 上装有外俯仰角度传感器(1.9)； 外俯仰框架(1.5)的另外一侧外俯仰轴承(1.11)将外俯仰 轴(1.8)固定在外俯仰框架(1.5)上， 外俯仰轴(1.8)的一端与外俯仰驱动电机(1.7)通过螺 钉相连； 所述外方位基座(1.1)与实际应用的场景相连， 同时利用外方位轴(1.4)与外方位基座 (1.1)、 旋转轴承(1.3)和外方位电机(1.2)连接， 以完成对外方位的驱动； 所述外方位轴(1.4)与外方位基座(1.1)之间装有外俯仰角度传感器(1.9)； 外俯仰框 架(1.5)与外方位轴(1.4)相连， 外俯仰轴(1.8)与外俯仰框架(1.5)、 外俯仰轴承(1.11)和 外俯仰驱动电机(1.7)连接， 以完成对外俯仰的驱动。 5.根据权利要求4所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 所述内方位轴系包括内框架(2.1)、 减震器(2.2)、 内方位固定座(2.3)、 内方位音圈电 机(2.4)； 外俯仰轴(1.8)与内框架(2.1)通过螺钉相连， 以实现内外 框架的连接 。 内框架(2.1)上下两端装有对称的减震器(2.2)； 内方位固定座(2.3)通过螺钉固定在 减震器(2.2)上。 6.根据权利要求5所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114941786 A 2所述内俯仰轴系包括俯仰框架侧轴承固定座(2.8)、 内俯仰框架(2.9)、 内俯仰音圈电 机(2.10)、 内俯仰柔性支撑固定座轴承(2.11)、 内俯仰柔性支撑(2.12)、 载荷侧轴承固定座 (2.13)、 载荷支 架(2.14)； 俯仰框架侧轴承固定座(2.8)通过预紧于柔性支撑(2.5)进行固定； 俯仰 框架侧轴承固 定座(2.8)通过螺钉与内俯仰框架(2.9)固定； 内俯仰框架(2.9)设有驱动力臂， 驱动力臂与内方位音圈电机(2.4)的转子通过螺钉相 连， 音圈电机的定 子与方位固定座(2.3)通过螺钉相连； 内俯仰柔性支撑固定座轴承(2.11)通过螺钉固定在内俯仰框架(2.9)， 内俯仰柔性支 撑固定座轴承(2.11)为圆盘形并开有 缝隙； 通过螺钉预紧将内俯仰柔性支撑(2.12)固定在 内俯仰柔性支撑固定座轴承(2.11)上； 载荷侧轴承固定座(2.13)通过预紧于内俯仰柔性支 撑(2.12)进行固定； 内俯仰柔 性支撑固定座轴承(2.1 1)通过螺钉与载荷支 架(2.14)固定 。 7.根据权利要求6所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 所述外俯仰轴(1.8)与外俯仰框架(1.5)之间装有外俯仰角度传感器(1.9)； 减震器固 定座通过减震器(2.2)与外俯仰框架(1.5)相连； 减震器固定座与内方位框架(1.5)通过内 俯仰柔性支撑(2.12)连接， 内方位音圈电机(2.4)固定在减震器固定坐上。 8.根据权利要求7所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 所述方位柔性支撑座(2.6)通过螺钉固定在内方位固定座(2.3)， 方位柔性支撑座 (2.6)为圆盘形并开有缝隙； 通过用螺钉预紧方位柔性支撑座(2.6)， 将柔性支撑(2.5)固定在方位柔性支撑座 (2.6)上； 所述内俯仰框架(2.9)装有内俯仰角度传感器(2.15)； 所述载荷支 架(2.14)装有内方位角度传感器(2.7)。 9.根据权利要求8所述的基于柔性支撑和音圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 所述内俯仰框架(2.9)、 载荷支架(2.14)上均设计有驱动力臂， 驱动力臂与内俯仰音圈 电机(2.10)相连， 内俯仰音圈电机(2.10)的定子与内俯仰框架(2.9)通过螺钉相连， 内俯仰 音圈电机(2.10)通过驱动力臂驱动轴 系转动。 10.根据权利要求9所述的基于柔性支撑和音 圈电机组成的两轴四框架转动机构， 其特 征在于： 还包括谐波轮减速器(1.10)； 谐波轮减速器(1.10)和内框架(2.1)相连； 所述外俯仰轴 系使用外俯仰驱动电机(1.7)及谐波轮减速器(1.10)驱动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114941786 A 3