專利名稱:角沖擊臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于校準(zhǔn)角運(yùn)動傳感器的激勵裝置的角沖擊臺。
技術(shù)背景
角運(yùn)動傳感器在使用前需要校準(zhǔn)。一般校準(zhǔn)時的激勵形式主要有以下幾種,靜態(tài) 校準(zhǔn)和動態(tài)校準(zhǔn)。靜態(tài)校準(zhǔn)時,根據(jù)角運(yùn)動傳感器的不同,選用不同的激勵裝置,如角位移 傳感器可選用多齒分度臺校準(zhǔn),角速度傳感器可選用速率轉(zhuǎn)臺校準(zhǔn),角加速度傳感器可在 離心機(jī)上實現(xiàn)校準(zhǔn)。動態(tài)校準(zhǔn)時,可利用角振動臺產(chǎn)生在某單一頻率上正弦運(yùn)動實現(xiàn)角運(yùn) 動傳感器動態(tài)角度、動態(tài)角速度和動態(tài)角加速度的角校準(zhǔn),這種在某單一頻率點(diǎn)上的動態(tài) 校準(zhǔn)又稱穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn);可利用角沖擊臺產(chǎn)生不同脈寬的半正弦、梯形波等激勵方式對傳感器 進(jìn)行校準(zhǔn),這種在不同脈寬上的動態(tài)校準(zhǔn)稱為瞬態(tài)校準(zhǔn)。隨著科技的不斷發(fā)展,許多新型的 角運(yùn)動傳感器如光纖陀螺、角加速度傳感器等不斷地被開發(fā)研制,對其動態(tài)特性的校準(zhǔn)需 求目前越來越多,角沖擊臺是一種對角運(yùn)動傳感器進(jìn)行瞬態(tài)校準(zhǔn)的激勵源。
校準(zhǔn)中角運(yùn)動參數(shù)的溯源方法主要分為兩種,一種是絕對法,直接將角運(yùn)動參數(shù) 溯源到時間和長度(角度)量,準(zhǔn)確度高;另一種是比較法,用經(jīng)過校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)傳感器測量 角運(yùn)動量值,其優(yōu)點(diǎn)是成本低、方法簡單,但準(zhǔn)確度低。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對角運(yùn)動傳感器進(jìn)行動態(tài)(瞬態(tài))校準(zhǔn)的角沖擊臺。本 發(fā)明的技術(shù)解決方案是,角沖擊臺包括主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體和從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體,
主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體包括工作臺面、運(yùn)動主軸、測量用光柵、光柵座、光柵讀數(shù)頭、殼體、 主驅(qū)動電機(jī)、氣浮軸套、剛性聯(lián)軸器、控制用光柵、支撐座、底座、臺體、上罩板,工作臺面安 裝在運(yùn)動主軸的上軸端,測量用光柵通過光柵座與工作臺面下方的運(yùn)動主軸相連,動運(yùn)動 主軸在氣浮軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn),氣浮軸套安裝在殼體上,光柵讀數(shù)頭安裝在殼體上并置于氣浮軸 套的外側(cè);主驅(qū)動電機(jī)的定子安裝在殼體上,主驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子與運(yùn)動主軸相連;控制用 光柵通過固定板安裝在殼體上,控制用光柵的中心軸通過剛性聯(lián)軸器與運(yùn)動主軸相連接; 支撐座將殼體與底座相連;臺體安裝在底座上,上罩板安裝在臺體上;
從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體包括滑環(huán)支座、編碼器架、電機(jī)架、從驅(qū)動電機(jī)、轉(zhuǎn)子軸、角接觸球 軸承、滑環(huán)、滑環(huán)座、編碼器、罩殼,滑環(huán)支座上面支撐著編碼器架,滑環(huán)支座的內(nèi)部安裝有 電機(jī)架;從驅(qū)動電機(jī)的定子安裝在電機(jī)架中,從驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)子軸上;轉(zhuǎn)子軸 由角接觸球軸承支撐,轉(zhuǎn)子軸的一端由螺母鎖緊,另一端與滑環(huán)的轉(zhuǎn)動部分相連接;滑環(huán)的 固定部分固定在滑環(huán)座內(nèi),滑環(huán)座安裝在電機(jī)架上;編碼器固定在編碼器架上,編碼器的轉(zhuǎn) 動部分通過連接螺桿與滑環(huán)的轉(zhuǎn)動部分連接;罩殼直接罩在滑環(huán)支座上。
所述的從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體中的轉(zhuǎn)子軸位于主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體中的運(yùn)動主軸的正上方,轉(zhuǎn)子 軸與運(yùn)動主軸同心安裝。
所述的轉(zhuǎn)子軸跟隨運(yùn)動主軸運(yùn)動的方向旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和有益效果,本發(fā)明采用主、從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體、主軸采用氣浮軸系 等設(shè)計方法,來減少摩擦對主運(yùn)動體運(yùn)動時的干擾,提高了校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明采用了角沖擊激勵方式、絕對法校準(zhǔn)方法,為角運(yùn)動傳感器的校準(zhǔn)提供了 新的方法與手段。本裝置可在不同的脈寬下對角運(yùn)動傳感器的靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn),同時對角 運(yùn)動傳感器的輸出滯后時間可直接獲得,這是用現(xiàn)用的其他方法(勻角速度激勵、角振動 激勵)無法實現(xiàn)的。
圖1本發(fā)明所述角沖擊臺外形圖2本發(fā)明主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體的剖示圖3本發(fā)明從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體的剖示圖。
具體實施方式
角沖擊臺包括主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體1和從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體2,
主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體1包括工作臺面3、運(yùn)動主軸4、測量用光柵5、光柵座6、光柵讀數(shù) 頭7、殼體9、主驅(qū)動電機(jī)8、氣浮軸套10、剛性聯(lián)軸器12、控制用光柵11、支撐座13、底座14、 臺體15、上罩板16,工作臺面3安裝在運(yùn)動主軸4的上軸端,測量用光柵5通過光柵座6與 工作臺面3下方的運(yùn)動主軸4相連,動運(yùn)動主軸4在氣浮軸套10內(nèi)旋轉(zhuǎn),氣浮軸套10安裝 在殼體9上,光柵讀數(shù)頭7安裝在殼體9上并置于氣浮軸套10的外側(cè);主驅(qū)動電機(jī)8的定 子安裝在殼體9上,主驅(qū)動電機(jī)8的轉(zhuǎn)子與運(yùn)動主軸4相連;控制用光柵11通過固定板觀 安裝在殼體9上,控制用光柵11的中心軸通過剛性聯(lián)軸器12與運(yùn)動主軸4相連接;支撐座 13將殼體9與底座14相連;臺體15安裝在底座14上,上罩板16安裝在臺體15上;
從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體2包括滑環(huán)支座17、編碼器架18、電機(jī)架19、從驅(qū)動電機(jī)20、轉(zhuǎn)子 軸21、角接觸球軸承22、滑環(huán)M、滑環(huán)座25、編碼器26、罩殼27,滑環(huán)支座17上面支撐著 編碼器架18,滑環(huán)支座17的內(nèi)部安裝有電機(jī)架19 ;從驅(qū)動電機(jī)20的定子安裝在電機(jī)架19 中,從驅(qū)動電機(jī)20的轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)子軸21上;轉(zhuǎn)子軸21由角接觸球軸承22支撐,轉(zhuǎn)子軸 21的一端由螺母23鎖緊,另一端與滑環(huán)M的轉(zhuǎn)動部分相連接;滑環(huán)M的固定部分固定在 滑環(huán)座25內(nèi),滑環(huán)座25安裝在電機(jī)架19上;編碼器沈固定在編碼器架18上,編碼器沈 的轉(zhuǎn)動部分通過連接螺桿與滑環(huán)M的轉(zhuǎn)動部分連接;罩殼27直接罩在滑環(huán)支座17上。
所述的從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體2中的轉(zhuǎn)子軸21位于主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體1中的運(yùn)動主軸4的正 上方,轉(zhuǎn)子軸21與運(yùn)動主軸4同心安裝。
所述的轉(zhuǎn)子軸21跟隨運(yùn)動主軸4運(yùn)動的方向旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明提供一種高精度角沖擊臺,如圖1,2,3所示,主要由主從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體,控制 系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)等組成。被校準(zhǔn)的傳感器安裝在工作臺面3上,傳感器的輸入及 輸出信號由從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體2上的滑環(huán)M導(dǎo)入導(dǎo)出。安裝在主軸4上的工作臺面3、測量用 光柵5、控制用光柵11在主驅(qū)動電機(jī)8的驅(qū)動下與運(yùn)動主軸4 一起運(yùn)動。氣浮軸套10徑向 方向上開有四排進(jìn)氣孔,上端軸向方向開有一圈氣孔,通入一定壓力的清潔壓縮空氣,運(yùn)動 主軸4懸浮在氣浮軸套10中,由于氣膜的作用,使主軸在運(yùn)動過程中摩擦阻力矩小,回轉(zhuǎn)精 度高。
從控制電機(jī)20驅(qū)動轉(zhuǎn)子軸21及其上的滑環(huán)M轉(zhuǎn)動部分和編碼器沈轉(zhuǎn)動部分一 起運(yùn)動。從控制電機(jī)按一定的比例關(guān)系跟隨主控制電機(jī)的運(yùn)動,運(yùn)動過程中從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體 2上轉(zhuǎn)子軸21轉(zhuǎn)過的角度與主運(yùn)動體1上主軸轉(zhuǎn)過的角度差在0.1°。保證在大角速度沖 擊下,運(yùn)動主軸4轉(zhuǎn)過的角度遠(yuǎn)大于360°時,被校傳感器的輸入輸出導(dǎo)線不被攪壞。
控制用光柵11采用剛性連軸器12與運(yùn)動主軸4連接,保證在運(yùn)動過程中控制用 光柵U測到的角度與運(yùn)動主軸4實際轉(zhuǎn)過的角度沒有偏差。
測量用光柵5安裝在接近工作臺面處,光柵讀數(shù)頭7測量光柵某時間間隔內(nèi)轉(zhuǎn)過 的角度,采集系統(tǒng)同時采集該信號與傳感器的輸出信號。
數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)將采集系統(tǒng)采集到的信號進(jìn)行分析比較,保存測試結(jié)果,并將兩信 號的波形在同一時間坐標(biāo)上繪制出來。傳感器的輸出量值直接溯源到時間與長度(角度) 兩個計量基本量上,實現(xiàn)對傳感器的絕對法校準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種角沖擊臺,其特征在于包括主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體(1)和從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體0),主運(yùn)動 結(jié)構(gòu)體(1)包括工作臺面(3)、運(yùn)動主軸、測量用光柵(5)、光柵座(6)、光柵讀數(shù)頭 (7)、殼體(9)、主驅(qū)動電機(jī)(8)、氣浮軸套(10)、剛性聯(lián)軸器(12)、控制用光柵(11)、支撐座 (13)、底座(14)、臺體(15)、上罩板(16),工作臺面(3)安裝在運(yùn)動主軸(4)的上軸端,測量 用光柵( 通過光柵座(6)與工作臺面C3)下方的運(yùn)動主軸(4)相連,動運(yùn)動主軸(4)在 氣浮軸套(10)內(nèi)旋轉(zhuǎn),氣浮軸套(10)安裝在殼體(9)上,光柵讀數(shù)頭(7)安裝在殼體(9) 上并置于氣浮軸套(10)的外側(cè);主驅(qū)動電機(jī)(8)的定子安裝在殼體(9)上,主驅(qū)動電機(jī)(8) 的轉(zhuǎn)子與運(yùn)動主軸(4)相連;控制用光柵(11)通過固定板08)安裝在殼體(9)上,控制用 光柵(11)的中心軸通過剛性聯(lián)軸器(1 與運(yùn)動主軸(4)相連接;支撐座(1 將殼體(9) 與底座(14)相連;臺體(15)安裝在底座(14)上,上罩板(16)安裝在臺體(15)上;從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體( 包括滑環(huán)支座(17)、編碼器架(18)、電機(jī)架(19)、從驅(qū)動電機(jī) (20)、轉(zhuǎn)子軸(21)、角接觸球軸承(22)、滑環(huán)(24)、滑環(huán)座(25)、編碼器(26)、罩殼(27),滑 環(huán)支座(17)上面支撐著編碼器架(18),滑環(huán)支座(17)的內(nèi)部安裝有電機(jī)架(19);從驅(qū)動 電機(jī)00)的定子安裝在電機(jī)架(19)中,從驅(qū)動電機(jī)00)的轉(zhuǎn)子安裝在轉(zhuǎn)子軸上 ’轉(zhuǎn) 子軸由角接觸球軸承0 支撐,轉(zhuǎn)子軸的一端由螺母鎖緊,另一端與滑環(huán) (24)的轉(zhuǎn)動部分相連接;滑環(huán)04)的固定部分固定在滑環(huán)座0 內(nèi),滑環(huán)座0 安裝在 電機(jī)架(19)上;編碼器06)固定在編碼器架(18)上,編碼器06)的轉(zhuǎn)動部分通過連接螺 桿與滑環(huán)04)的轉(zhuǎn)動部分連接;罩殼(XT)直接罩在滑環(huán)支座(17)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的角沖擊臺,其特征在于所述的從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體O)中的轉(zhuǎn)子 軸位于主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體(1)中的運(yùn)動主軸的正上方,轉(zhuǎn)子軸與運(yùn)動主軸(4) 同心安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的角沖擊臺,其特征在于所述的轉(zhuǎn)子軸跟隨運(yùn)動主 軸⑷運(yùn)動的方向旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于校準(zhǔn)角運(yùn)動傳感器的激勵裝置的角沖擊臺。角沖擊臺包括主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體和從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體,主運(yùn)動結(jié)構(gòu)體包括工作臺面、運(yùn)動主軸、測量用光柵、光柵座、光柵讀數(shù)頭、殼體、主驅(qū)動電機(jī)、氣浮軸套、剛性聯(lián)軸器、控制用光柵、支撐座、底座、臺體、上罩板;從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體包括滑環(huán)支座、編碼器架、電機(jī)架、從驅(qū)動電機(jī)、轉(zhuǎn)子軸、角接觸球軸承、滑環(huán)、滑環(huán)座、編碼器、罩殼。本發(fā)明采用主、從運(yùn)動結(jié)構(gòu)體、主軸采用氣浮軸系等設(shè)計方法,來減少摩擦對主運(yùn)動體運(yùn)動時的干擾,提高了校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。本發(fā)明采用了角沖擊激勵方式、絕對法校準(zhǔn)方法,為角運(yùn)動傳感器的校準(zhǔn)提供了新的方法與手段。
文檔編號G01P21/00GK102043069SQ20101055948
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者何群, 孫豐甲, 張力, 彭軍, 徐曉梅, 郭建麟 申請人:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長城計量測試技術(shù)研究所