一种天基跟瞄演示仪

摘要

本发明提供一种用液浮壳体代替三轴气浮转台的低成本、便于推广的天基跟瞄演示仪。它包括上底面开口的水箱，以及漂浮在水箱中的球形壳体。球壳内部安装有三个动量轮、三个直流电机、无线摄像头模块、蓝牙通信模块、电机驱动模块、单片机模块。三个动量轮分别与三个直流电机相连。所述的蓝牙通信模块、电机驱动模块皆与单片机模块相连。所述的三个直流电机皆与电机驱动模块相连。该演示仪不仅能够用于卫星姿控系统的理论研究，而且也能够为日常实践教学提供良好的硬件支持。

主权项

一种天基跟瞄演示仪，其特征是：包括有上开口的液体箱，以及漂浮在液体箱中的球形壳体，利用液体箱中的液体浮力平衡所述的球形壳体自身重力，以及信息采集单元，运算单元、信号传输单元，控制单元；所述的信息采集单元包括安装在所述的球形壳体内部的无线摄像头模块，所述的无线摄像头模块由芯片摄像头、1.2GHZ的无线收发模块与图像采集卡组成，负责实时获取关于外部目标位置的光流图像，并将关于该外部目标位置的光流图像传给运算单元；所述的运算单元为计算机，负责对信息采集单元所采集的关于该外部目标位置的光流图像进行处理，利用图像算法得到失调角，并通过控制算法得到指令力矩；并将所述的指令力矩以直流电机控制信号的形式通过信号传输单元传给控制单元；所述的信号传输单元包括蓝牙通信模块，用于接收计算机端发出的直流电机控制信号，并将该直流电机控制信号发送给控制单元；所述的控制单元根据接收到的直流电机控制信号产生相应的力矩，包括安装在所述的球形壳体内部的单片机模块、电机驱动模块和执行模块，所述的单片机模块负责接收来自信号传输单元的直流电机控制信号，并将该直流电机控制信号进行处理后，将正反转信号与PWM波形输出至电机驱动模块；所述的执行模块包括与第一直流电机相连的第一动量轮、与第二直流电机相连的第二动量轮、与第三直流电机相连的第三动量轮，所述的第一动量轮、第二动量轮和第三动量轮采用三轴正交的安装方式，所述的第一直流电机、第二直流电机、第三直流电机分别与电机驱动模块相连，并通过第一直流电机、第二直流电机与第三直流电机分别控制第一动量轮、第二动量轮与第三动量轮的转速，从而产生三个彼此正交的反作用力矩，三个反作用力矩的合力矩实现对球形壳体姿态的控制，并带动与球形壳体固连的无线摄像头转动，从而实现对既定目标的跟踪和瞄准。