CN101907639A - 六维加速度传感器标定平台 - Google Patents

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李金良
王正伟
王翔
栗宁
丁冬生
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Abstract

本发明公开一种六维加速度传感器标定平台，其特征是：六维加速度传感器(1)装在位姿变化平台(2)上，可实现六维加速度传感器(1)所受加速度场为任意待测方向，位姿变化平台(2)装在具有导向槽的回转平台(3)上，回转平台(3)的圆周运动为加速度传感器(1)提供加速度场，并且通过改变位姿变换平台(2)在回转平台(3)上的位置，改变施加加速度的变化范围，回转平台(3)的回转精度由其下的推力球轴承(4)来保证，推力球轴承(4)装在试验台(6)上，伺服电机(7)按照指定的转速变化，则可以得到不同的加速度场，以实现传感器的静、动态标定。

Description

六维加速度传感器标定平台
技术领域
本发明涉及一种加速度传感器标定平台，特别涉及一种用于六维加速度传感器线、角加速度静、动态标定的六维加速度传感器标定平台。
背景技术
目前多维加速度传感器的标定方法主要是采用绝对校准法和比较校准法等来实现对单维加速度传感器的各个方向依次标定，绝对法常用来标定高精度传感器或标准传感器，它是通过测量位移，从而依次得到速度、加速度的一种方法；比较法是工程中常用的校准方法，它是将两只加速度传感器背靠背地安装在一块，其中一只为标准加速度传感器，它的全部技术性能是已知的，另一只为被校准传感器，采用同样的加速度激励它们，这样通过两只传感器输出之间的关系求得被校准传感器的技术性能。而对于多维加速度传感器，采用这两种方法进行标定都不太合适，其原因在于：若采用绝对法进行标定，在现有条件下实现起来有困难；若采用比较法来标定多维加速度传感器，那么标准传感器与被校准传感器之间的安装便成了问题，因为两个传感器的空间坐标系无法一致。也有在已有的多维力传感器标定台上，采用多维力的标定方法，基于等效原理解决多维角加速度传感器的标定问题，但此种方法也都存在这样那样的问题，例如转动惯量计算的不准确等。
发明内容
为了使六维加速度传感器的标定避免由于等效原理而产生的误差，同时克服由于采用力传感器标定平台带来的附加误差和约束，本发明提供一种用于六维加速度传感器标定的六维加速度传感器标定平台。本发明通过回转平台的回转运动来对传感器施加加速度场，同时利用位姿变换平台改变六维加速度传感器所受加速度场方向，以此来实现六维加速度传感器的标定，本发明具有原理简单，可控性强，加速度方向可任意变化，并具有一定的通用性等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：六维加速度传感器装在位姿变化平台上，可实现六维加速度传感器所受加速度场为任意待测方向，位姿变化平台装在具有导向槽的回转平台上，回转平台的圆周运动为加速度传感器提供加速度场，并且通过改变位姿变换平台在回转平台上的位置，改变施加加速度的变化范围，回转平台的回转精度由其下的推力球轴承来保证，推力球轴承装在试验台上，伺服电机按照指定的转速变化，则可以得到不同的加速度场，以实现传感器的静、动态标定。
本发明的优点：本发明原理简单，可控性强，可测加速度量程较大，传感器位姿变化范围大，此标定平台不仅仅应用于此加速度传感器上，也可以用于其它由惯性质量块感受惯性力的单维或多维加速度传感器，有一定的通用性。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1六维加速度传感器标定平台结构示意图；
图2位姿变换平台左向零部件示意图；
图3位姿变换平台右向零部件示意图；
在图1、图2、图3中，1.六维加速度传感器，2.位姿变换平台，3.回转平台，4.推力球轴承，5.变速箱，6.试验台，7.伺服电机
具体实施方式
图1是本发明公开的一个实施例，位姿变换平台2由导向框架2-1、外框架2-2、大分度盘2-3、移动台2-4、小分度盘2-5、内六角螺钉2-6等组成。六维加速度传感器1装在大分度盘2-3上，随大分度盘2-3做绕其轴线的转动，大分度盘2-3装在移动台2-4上，在六维加速度传感器1旋转到待测角度后，可由螺栓将大分度盘2-3固定在移动台2-4上，移动台2-4可沿着导向框架2-1上下移动，用以调节惯性质量块的中心的位置，使其在导向框架2-1的回转中心上，在达到一定位置后，可由内六角螺钉2-6固定，导向框架2-1与小分度盘2-5固连，装在外框架2-2上，导向框架2-1相对外框架2-2转动的角度可有小分度盘2-5读出。在回转平台3上开有导向槽，位姿变换平台2的导向块与导向槽配合，实现位姿变换平台2在回转平台3上的移动。推力球轴承4装在试验台6上，回转平台3靠在止推轴承4的上表面上，伺服电机7通过变速箱5与回转平台3相连，在进行线加速度的静态标定时，回转平台3匀速旋转，提供恒定线的加速度场，在进行线加速度的动态标定时，只需控制伺服电机7的转速，便可以得到变化的加速度场。在进行角加速度静态标定时，需将位姿变换平台2移置在回转平台3的中心，伺服电机7做恒角加速度转动，控制伺服电机7的转速，便可以得到指定的加速度场。
所发明的六维加速度传感器标定平台原理简单，可控性强，可测加速度量程较大，传感器位姿变化范围大，此标定平台不仅仅应用于此加速度传感器上，也可以用于其它由惯性质量块感受惯性力的单维或多维加速度传感器，有一定的通用性。

Claims (5)

1.一种六维加速度传感器标定平台，包括六维加速度传感器(1)、位姿变换平台(2)、回转平台(3)、推力球轴承(4)、变速箱(5)、试验台(6)、伺服电机(7)，其特征是位姿变换平台(2)由导向框架(2-1)、外框架(2-2)、大分度盘(2-3)、移动台(2-4)、小分度盘(2-5)、内六角螺钉(2-6)等组成，六维加速度传感器(1)装在大分度盘(2-3)上，随大分度盘(2-3)做绕其轴线的转动，大分度盘(2-3)装在移动台(2-4)上，在六维加速度传感器(1)旋转到待测角度后，可由螺栓将大分度盘(2-3)固定在移动台(2-4)上，移动台(2-4)可沿着导向框架(2-1)上下移动，在达到一定位置后，可由内六角螺钉(2-6)固定，导向框架(2-1)与小分度盘(2-5)固连，装在外框架(2-2)上，导向框架(2-1)相对外框架(2-2)转动的角度可有小分度盘(2-5)读出，在回转平台(3)上开有导向槽，位姿变换平台(2)的导向块与导向槽配合，实现位姿变换平台(2)在回转平台(3)上的移动。推力球轴承(4)装在试验台(6)上，回转平台(3)靠在止推轴承(4)的上表面上，伺服电机(7)通过变速箱(5)与回转平台(3)相连，在进行线加速度的静态标定时，回转平台(3)匀速旋转，提供恒定线的加速度场，在进行角加速度静态标定时，需将位姿变换平台(2)移置在回转平台(3)的中心，伺服电机(7)做恒角加速度转动，控制伺服电机(7)的转速，便可以得到指定的加速度场。
2.根据权利要求1所述的六维加速度传感器标定平台，其特征是惯性质量块的中心，应在导向框架(2-1)的回转中心上，并且在大分度盘(2-3)的回转中心线上，大分度盘(2-3)的回转中心线与移动台(2-4)的中心轴线重合。
3.根据权利要求1所述的六维加速度传感器标定平台，其特征是移动台(2-4)在导向框架(2-1)上做平移运动时由其接触面定位，在导向框架(2-1)一侧的立柱上开有槽，且移动台(2-4)相应接触面上开有螺纹孔，以便在移动台(2-4)移动到特定位置后将其固定。同时外框架(2-2)的两侧开有槽，为内六角螺钉(2-6)留出扳手空间。
4.根据权利要求1所述的六维加速度传感器标定平台，其特征是在进行角加速度静态标定时，须将位姿变换平台(2)移置在回转平台(3)的中心，伺服电机(7)做恒角加速度转动，进行线加速度静态标定时，转台(3)匀速旋转，位姿变化平台(2)距离回转平台(3)的位置越远，则得到的线加速度越大，在进行六维加速速度传感器(1)的动态标定时，让伺服电机(7)按照指定的转速变化，则可以得到指定的加速度场，以实现传感器的动态标定。
5.根据权利要求1所述的六维加速度传感器标定平台，其特征是回转平台(3)靠在推力球轴承(4)的上表面上，回转平台(3)的回转精度由在推力球轴承(4)保证。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20101208