[특허]Reactionless, momentum compensated payload positioner

Lockheed Martin Corp. Missiles & Space

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Reactionless, momentum compensated payload positioner

특허상세정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	H02K-033/00 H02K-035/00
미국특허분류(USC)	310/036 ; 310/037 ; 310/080 ; 244/165 ; 74/053.4 ; 74/054.7
출원번호	US-0724777 (1996-10-03)
발명자 / 주소	Loewenthal Stuart H.
출원인 / 주소	Lockheed Martin Corp. Missiles & Space
대리인 / 주소	Feix & Feix
인용정보	피인용 횟수 : 19 인용 특허 : 0

초록
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A reactionless momentum compensated payload positioner adapted to be mounted on a supporting body for providing momentum compensation of an oscillatory and scanning payload and for suppressing reactions in the supporting body to the torques that occur as an aiming angle of the payload is changed. The payload positioner includes a gimbal assembly having at least two axis of rotation including an elevation axis and an azimuth axis. A pair of reactionless drive module are provided for rotating the payload about both axes. Each reactionless drive module includes a housing, a main drive shaft connected to the payload, a DC electric motor for rotating the drive shaft, and a flywheel. The main drive shaft is freely rotatably suspended within the housing by main bearings and the flywheel is freely rotatably mounted to the main drive shaft by bearings. [In operation, the flywheel counter rotates with respect to the main drive shaft.] The speed of the flywheel is effective to substantially eliminate reaction torques in the supporting body as the aiming angle of the payload is changed. The flywheel is also effective to provide momentum compensation to the payload and thereby substantially eliminate gyroscopic effects that occur due to rotational movement about either one of the two axis of the gimbal assembly. The invention further includes a first position transducer for determining and controlling payload pointing position and speed and a second position transducer for determining and controlling speed of said flywheel. A trim motor is provided for eliminating parasitic drag and for keeping the flywheel in registration with the payload and the payload in registration with the housing. [The trim motor is also effective to desaturate excessive speed build up of the flywheel due to bias speed errors.]

대표
청구항
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[ What is claimed is:] [1.] A reactionless momentum compensated payload positioner adapted to be mounted on a supporting body for providing momentum compensation of an oscillatory and scanning payload and for suppressing reactions in the supporting body to the torques that occur as an aiming angle of the payload is changed, said payload positioner comprising:a) gimbal means for pointing a payload and having at least two axis of rotation including an elevation axis and an azimuth axis;b) first reactionless drive module means for rotating said payload about said elevation axis;c) second reactionless drive module means for rotating said payload about said azimuth axis;d) each of said first and second reactionless drive module means includes:i) a stationary housing;ii) a main drive shaft for driving said payload, said main drive shaft being freely rotatably suspended within said stationary housing by main bearings;iii) DC electric motor means for rotating said main drive shaft;iv) flywheel means freely rotatably mounted to said main drive shaft and operative to rotate in a direction counter to the rotation of said main drive shaft responsive to actuation of said DC electric motor means, said flywheel means automatically and independently adjusts its speed to counter any changes in payload inertia due to operational variations in said aiming angle of said payload, said flywheel means also effective to provide momentum compensation to said payload and thereby substantially eliminate gyroscopic effects that occur due to rotational movement about either one of said at least two axis of said gimbal means;v) first position transducer means for determining and controlling payload pointing position and speed;vi) second position transducer means for determining speed of said flywheel means;vii) trim motor means for eliminating parasitic drag; ande) wherein said payload positioner in combination with said payload having a center of gravity located at the intersection of said elevation and azimuth axis such that disturbance torques to the supporting body are substantially eliminated.

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