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摘要：在监控系统当中，高速精密小型转台是十分重要的组成部分，可以有效实现摄像机以及红外夜视仪等相关设备的支撑，而且还能够完成目标位移的高精度跟踪。本文针对高速精密小型转台结构的设计进行分析，具体从转台转动和定位两个方面分析了转台的传统机械结构，提出了小型转台的总体结构设计方案，并对方案是否与结构设计要求相符进行了验证。
关键词：高速精密;小型转台;转台结构;结构设计
本文针对高速精密小型转台进行了具体设备，具体来说，该小型转台主要使用两个转动轴，而为了确保其能够连续在水平方向上进行旋转，需要在垂直角度上转动135度，这样一来，这一转台便可在高速转动的同时有效实现精准定位和实时跟踪，对目标进行监控，因此实用性较高。
一、高速精密小型转台的总体设计
本文当中主要采用UG设计转台，并对实体模型进行了建立，具体如下图所示。
（一）总体结构方案
小型仿真转台结构主要包括电控和机械两个部分，而机械部分主要由齿轮、外科和轴等组成。电控部分则具体包括电机以及编码器等，为了在环境恶劣情况下，该转台依旧能够正常运行，需要将其外形进行合理设计，通过将其设计为细窄状，可以起到良好的防风效果，并要确保两头具有流线型特点，从而使其机箱壳体能够保持整体，将支撑转动轴的双立板进行连接，之后在啮合部位对密封圈进行配备。与此同时，还需要在转台两端合理装设摄像机和红外照明，为保持转台的平稳性，应采取对称式形式对其结构进行设计，这样不仅可以确保转轴转动，而且还能维持较高的运转速度。对于转台的垂直转动轴以及水平转动轴需要按照中空结构进行设计，其优点在于轻量化，在具体转动过程中可以减少惯量，使转台的固有频率得到提升。对于转动轴的中空空间需要合理使用电线敷设，防治在转台转动时电线出现缠绕。同时还需要在转台传动系统中配置两台电机，这样一来，在水平方向上可以通过齿轮传动完成紧急启动和停止等相关操作，使台面能够进行正反向的旋转。对于垂直方向，通过带动摄像机和照明器的座板，可以使其在此方向上完成俯仰运动。
（二）小型仿真转台的主要材质
转台机壳以及底座等部位主要采用ZL201，其力学性能良好，密度也相对较低，通过对使用此种材质，可以使转台机身重量得到减轻，而为了使响应速度加快，需要确保响应精度足够高。由于铸钢具有较高的刚度，所以转动轴主要使用铸钢材料。而为了能够提高系统性能，需要对电机型号进行合理选择，这样一来可以具有较高的定位精度，并反复多次的进行定位，使控制精度得到提升。
二、转台机机械系统结构设计
本文当中对转台机械系统进行设计时，需要对其方位、垂直以及支撐等结构进行明确。对于方位以及垂直结构，可以采用间接驱动的方式，使转动轴和电机得到连接，这样可以通过较小的力矩使负载得到带动。支撑结构主要对转台重量进行承载，又可分为底座和框体两部分。为了使转台性能得到有效提升，需要深入分析和改进转台传统的机械结构，并通过改进使转台得到创新，而在垂直方向上，其转动轴主要由相应的轴承和立板所组成，并在内部通过具体的光学耦合套和光耦挡片有效固定。相关设计人员可以将转动轴设计成直圆柱形，这样一来可以通过转动轴光耦套内侧的环形凹槽有效固定左定位挡圈，并通过转动轴定位套内侧凹槽对右定位挡圈进行固定。因此，左右两个定位挡圈需要配合环形凹槽，从而充分发挥出轴肩的具体功效。
三、小型转台结构静力学和模态分析
（一）结构简化
高速精密小型转台具有十分复杂的，所以在构建仿真模型时需要逐一考虑每个零件，难度相对较大。在此过程当中，相关设计人员需要对简化原则进行利用，从而合理实现转台建模，这样一来不仅能够更有针对性的研究结构特性，还能够使工作量得到减少。具体而言，相关设计人员可通过UG7.0进行来有效对转台进行建模，并将其导入到具体的软件当中。通过相关分析工作开展，可以发现转台承受载荷主要与以下几个方面有关。首先，转台承受载荷与其自身的重量和摄像机重量有着紧密联系。通过相关软件的应用，可以对结构重力进行模拟，而且还可以对重力加速度进行设置，从而有效实现重力模拟过程，由此可以看出系统的重力方向和加速度方向主要保持相反关系。其次，垂直机构所具有的惯性力矩，对此，相关研究人员需要深入分析和计算方位机构的惯性力矩以及最大角加速度。
（二）静力学分析
通过应用软件进行具体的静力学分析，可以发现转台的最大应力需要分布在以下两个方面，分别是方位机构和底座的连接位置、垂直方向转动轴和光电负载连接位置，其最大值为0.44毫帕。在转台底座进行选材时主要使用铸铝，屈服应力为230毫帕，对于转动轴材料在选择时主要为铸钢，屈服应力为270毫帕，这也使得转台设计强度与相关要求相符。
结束语：
综上所述，本文主要研究和计算了转台的相关性能指标。对转台的总体结构设计方案进行设计，并对转台机械结构进行改进和创新，使转台性能得到提升。通过深入分析转台结构和机械性能方面的要求，并应用有限元理论和相关软件，从而分析了转台的静力学和模态，对高速精密小型转台结构的设计方案可行性进行具体验证，希望能够为相关研究人员起到一些参考作用。
参考文献：
[1]付饶. 高速精密小型转台的结构设计与研究[J]. 电子质量， 2018， 379（10）：99-103.
[2]姜旭伦. 精密伺服转台的设计与有限元分析研究[D]. 2015.
南京全信精工技术有限公司，江苏南京 210000
关键词：高速精密;小型转台;转台结构;结构设计
本文针对高速精密小型转台进行了具体设备，具体来说，该小型转台主要使用两个转动轴，而为了确保其能够连续在水平方向上进行旋转，需要在垂直角度上转动135度，这样一来，这一转台便可在高速转动的同时有效实现精准定位和实时跟踪，对目标进行监控，因此实用性较高。
一、高速精密小型转台的总体设计
本文当中主要采用UG设计转台，并对实体模型进行了建立，具体如下图所示。
（一）总体结构方案
小型仿真转台结构主要包括电控和机械两个部分，而机械部分主要由齿轮、外科和轴等组成。电控部分则具体包括电机以及编码器等，为了在环境恶劣情况下，该转台依旧能够正常运行，需要将其外形进行合理设计，通过将其设计为细窄状，可以起到良好的防风效果，并要确保两头具有流线型特点，从而使其机箱壳体能够保持整体，将支撑转动轴的双立板进行连接，之后在啮合部位对密封圈进行配备。与此同时，还需要在转台两端合理装设摄像机和红外照明，为保持转台的平稳性，应采取对称式形式对其结构进行设计，这样不仅可以确保转轴转动，而且还能维持较高的运转速度。对于转台的垂直转动轴以及水平转动轴需要按照中空结构进行设计，其优点在于轻量化，在具体转动过程中可以减少惯量，使转台的固有频率得到提升。对于转动轴的中空空间需要合理使用电线敷设，防治在转台转动时电线出现缠绕。同时还需要在转台传动系统中配置两台电机，这样一来，在水平方向上可以通过齿轮传动完成紧急启动和停止等相关操作，使台面能够进行正反向的旋转。对于垂直方向，通过带动摄像机和照明器的座板，可以使其在此方向上完成俯仰运动。
（二）小型仿真转台的主要材质
转台机壳以及底座等部位主要采用ZL201，其力学性能良好，密度也相对较低，通过对使用此种材质，可以使转台机身重量得到减轻，而为了使响应速度加快，需要确保响应精度足够高。由于铸钢具有较高的刚度，所以转动轴主要使用铸钢材料。而为了能够提高系统性能，需要对电机型号进行合理选择，这样一来可以具有较高的定位精度，并反复多次的进行定位，使控制精度得到提升。
二、转台机机械系统结构设计
本文当中对转台机械系统进行设计时，需要对其方位、垂直以及支撐等结构进行明确。对于方位以及垂直结构，可以采用间接驱动的方式，使转动轴和电机得到连接，这样可以通过较小的力矩使负载得到带动。支撑结构主要对转台重量进行承载，又可分为底座和框体两部分。为了使转台性能得到有效提升，需要深入分析和改进转台传统的机械结构，并通过改进使转台得到创新，而在垂直方向上，其转动轴主要由相应的轴承和立板所组成，并在内部通过具体的光学耦合套和光耦挡片有效固定。相关设计人员可以将转动轴设计成直圆柱形，这样一来可以通过转动轴光耦套内侧的环形凹槽有效固定左定位挡圈，并通过转动轴定位套内侧凹槽对右定位挡圈进行固定。因此，左右两个定位挡圈需要配合环形凹槽，从而充分发挥出轴肩的具体功效。
三、小型转台结构静力学和模态分析
（一）结构简化
高速精密小型转台具有十分复杂的，所以在构建仿真模型时需要逐一考虑每个零件，难度相对较大。在此过程当中，相关设计人员需要对简化原则进行利用，从而合理实现转台建模，这样一来不仅能够更有针对性的研究结构特性，还能够使工作量得到减少。具体而言，相关设计人员可通过UG7.0进行来有效对转台进行建模，并将其导入到具体的软件当中。通过相关分析工作开展，可以发现转台承受载荷主要与以下几个方面有关。首先，转台承受载荷与其自身的重量和摄像机重量有着紧密联系。通过相关软件的应用，可以对结构重力进行模拟，而且还可以对重力加速度进行设置，从而有效实现重力模拟过程，由此可以看出系统的重力方向和加速度方向主要保持相反关系。其次，垂直机构所具有的惯性力矩，对此，相关研究人员需要深入分析和计算方位机构的惯性力矩以及最大角加速度。
（二）静力学分析
通过应用软件进行具体的静力学分析，可以发现转台的最大应力需要分布在以下两个方面，分别是方位机构和底座的连接位置、垂直方向转动轴和光电负载连接位置，其最大值为0.44毫帕。在转台底座进行选材时主要使用铸铝，屈服应力为230毫帕，对于转动轴材料在选择时主要为铸钢，屈服应力为270毫帕，这也使得转台设计强度与相关要求相符。
结束语：
综上所述，本文主要研究和计算了转台的相关性能指标。对转台的总体结构设计方案进行设计，并对转台机械结构进行改进和创新，使转台性能得到提升。通过深入分析转台结构和机械性能方面的要求，并应用有限元理论和相关软件，从而分析了转台的静力学和模态，对高速精密小型转台结构的设计方案可行性进行具体验证，希望能够为相关研究人员起到一些参考作用。
参考文献：
[1]付饶. 高速精密小型转台的结构设计与研究[J]. 电子质量， 2018， 379（10）：99-103.
[2]姜旭伦. 精密伺服转台的设计与有限元分析研究[D]. 2015.
南京全信精工技术有限公司，江苏南京 210000