高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置及配平方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置及配平方法，屬于轉(zhuǎn)臺(tái)配平技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)配平系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于航空航天地面物理仿真試驗(yàn)、陀螺（慣導(dǎo)）標(biāo)定、 衛(wèi)星有效載荷測(cè)試、實(shí)驗(yàn)室仿真系統(tǒng)等領(lǐng)域中。
[0003] 傳統(tǒng)的配平方法主要是針對(duì)臥式轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件的配平方法，臥式轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件配 平主要利用偏心質(zhì)量的重力振擺效應(yīng)進(jìn)行配平，振蕩結(jié)束后在最高點(diǎn)安裝配重塊或在最低 點(diǎn)進(jìn)行打孔處理，對(duì)于不便于臥式安裝的旋轉(zhuǎn)部件無法利用此方法實(shí)現(xiàn)高精度配平。對(duì)于 常用大載荷立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)，重心偏心造成的偏心力矩主要由對(duì)稱安裝和臺(tái)面的水平度保 證，干擾力矩相對(duì)于執(zhí)行機(jī)構(gòu)為小量，常忽略重力偏心力矩影響，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)粗配 平。而對(duì)于高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)，其應(yīng)用領(lǐng)域多為航空航天仿真試驗(yàn)，由于受干擾力矩影響 較大，其重力偏心力矩不能忽略，由此對(duì)于簡(jiǎn)單、快速、高配平精度的配平系統(tǒng)提出了新的 要求。
[0004] 隨著技術(shù)的發(fā)展，不斷涌現(xiàn)的超高精度的加工制造設(shè)備、測(cè)量實(shí)驗(yàn)儀器、仿真實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)等應(yīng)用場(chǎng)景也對(duì)微干擾、超高精度氣浮軸系提出了迫切需求，在工程中，氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)的微 干擾、超高精度轉(zhuǎn)臺(tái)主要受限于氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)的高精度配平系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的是為了解決立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)部件因重心偏離旋轉(zhuǎn)軸線而影響轉(zhuǎn)臺(tái) 干擾力矩指標(biāo)的問題，提供了一種高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置及配平方法。
[0006] 本發(fā)明所述高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置，它包括有效載荷、載荷安裝盤、X 軸配平電機(jī)、X軸配重塊、氣浮軸、y軸配平電機(jī)、氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)主體、氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座、氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高 度調(diào)節(jié)支撐和y軸配重塊，
[0007] 載荷安裝盤的上表面螺紋接口上固聯(lián)有效載荷，載荷安裝盤的下表面中心處固定 連接氣浮軸，氣浮軸對(duì)應(yīng)設(shè)置在氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)主體的上表面中心處，氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)主體的底面與氣 浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座固定連接，氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座通過氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào)節(jié)支撐支撐；
[0008] 載荷安裝盤的下表面上x軸方向安裝x軸配平電機(jī)和配重塊，載荷安裝盤的下表 面上y軸方向安裝y軸配平電機(jī)和y軸配重塊；
[0009] X軸配平電機(jī)用于帶動(dòng)X軸配重塊沿X軸方向移動(dòng)，y軸配平電機(jī)用于帶動(dòng)y軸配 重塊沿y軸方向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)載荷安裝盤所在XOY平面的重心配平。
[0010] X軸配平電機(jī)、X軸配重塊與載荷安裝盤的相互連接關(guān)系與y軸配平電機(jī)、y軸配 重塊與載荷安裝盤的相互連接關(guān)系相同，
[0011] X軸配平電機(jī)、X軸配重塊與載荷安裝盤通過安裝架實(shí)現(xiàn)相互連接，安裝架包括固 定板、三根電機(jī)支撐板、導(dǎo)向柱和螺柱，安裝架的固定板固定在載荷安裝盤下表面的外環(huán)圓 周X軸方向上，
[0012] 固定板、導(dǎo)向柱和兩根電機(jī)支撐板形成方形框架，另一根電機(jī)支撐板連接在相對(duì) 的固定板和導(dǎo)向柱之間，將方形框架分成外側(cè)的配平電機(jī)固定區(qū)間和內(nèi)側(cè)的配重塊設(shè)置區(qū) 間，在配平電機(jī)固定區(qū)間內(nèi)，x軸配平電機(jī)固定在方形框架外側(cè)邊框的電機(jī)支撐板上，x軸 配平電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器連接螺柱的一端，螺柱的另一端設(shè)置在方形框架內(nèi)側(cè)邊框的 電機(jī)支撐板上；在配重塊設(shè)置區(qū)間內(nèi)，x軸配重塊通過螺紋與螺柱配合，實(shí)現(xiàn)x軸配重塊沿 導(dǎo)向柱的滑動(dòng)。
[0013]氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào)節(jié)支撐為三個(gè)，沿氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座的下表面圓周方向均勻設(shè)置。
[0014] -種基于上述高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置的高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配 平方法，它包括以下自動(dòng)調(diào)平的配平步驟：
[0015] 步驟一：將x軸配重塊和y軸配重塊分別移動(dòng)到其行程的中間位置，然后利用三維 建模模塊建立轉(zhuǎn)動(dòng)模型，于該轉(zhuǎn)動(dòng)模型中賦予配平裝置的密度屬性，并獲得配平裝置的轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量J ;
[0016] 步驟二：檢測(cè)載荷安裝盤的水平度，通過調(diào)節(jié)三個(gè)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào)節(jié)支撐將載荷 安裝盤調(diào)至水平；
[0017] 步驟三：調(diào)節(jié)一個(gè)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào)節(jié)支撐，使載荷安裝盤的對(duì)應(yīng)位置為載荷安裝 盤水平方位的最低點(diǎn)，測(cè)量載荷安裝盤的當(dāng)前轉(zhuǎn)臺(tái)傾角
[0018] 步驟四：使載荷安裝盤在預(yù)設(shè)初速度下轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷安裝盤的當(dāng)前重心在靠近水平 方位的最低點(diǎn)處振蕩，振蕩穩(wěn)定后，連接該一個(gè)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào)節(jié)支撐與載荷安裝盤軸心 獲得連線，載荷安裝盤的當(dāng)前重心在所述連線上；
[0019]步驟五：測(cè)量當(dāng)前重心所在的所述連線與XOY平面內(nèi)y軸的之間的角度值0，同 時(shí)測(cè)量載荷安裝盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，進(jìn)行差分獲得載荷安裝盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度a，則載荷安 裝盤的偏心力矩T :T = J ? a ;
[0020] x軸配重塊和y軸配重塊的質(zhì)量均記為m，則使偏心力矩
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置，其特征在于，它包括有效載荷（1)、載荷安 裝盤（2)、x軸配平電機(jī)（3)、x軸配重塊（4)、氣浮軸巧）、y軸配平電機(jī)化）、氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)主體 (7)、氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座巧）、氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào)節(jié)支撐（9)和y軸配重塊（10)， 載荷安裝盤（2)的上表面螺紋接口上固聯(lián)有效載荷（1)，載荷安裝盤（2)的下表面中屯、 處固定連接氣浮軸巧），氣浮軸（5)對(duì)應(yīng)設(shè)置在氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)主體（7)的上表面中屯、處，氣浮轉(zhuǎn) 臺(tái)主體（7)的底面與氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座巧）固定連接，氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)基座（8)通過氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)高度調(diào) 節(jié)支撐（9)支撐； 載荷安裝盤（2)的下表面上X軸方向安裝X軸配平電機(jī)（3)和配重塊（4)，載荷安裝盤 (2)的下表面上y軸方向安裝y軸配平電機(jī)做和y軸配重塊（10); X軸配平電機(jī)（3)用于帶動(dòng)X軸配重塊（4)沿X軸方向移動(dòng)，y軸配平電機(jī)（6)用于帶 動(dòng)y軸配重塊（10)沿y軸方向移動(dòng)，W實(shí)現(xiàn)載荷安裝盤（2)所在XOY平面的重屯、配平。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度立式氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)自動(dòng)配平裝置，其特征在于，X軸配平電 機(jī)（3)、x軸配重塊（4)與載荷安裝盤（2)的相互連接關(guān)系與y軸配平電機(jī)化）、y軸配重塊 (10)與載荷安裝盤（2)的