CN102043069B - 角冲击台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校准角运动传感器的激励装置的角冲击台。角冲击台包括主运动结构体和从运动结构体，主运动结构体包括：工作台面、运动主轴、测量用光栅、光栅座、光栅读数头、壳体、主驱动电机、气浮轴套、刚性联轴器、控制用光栅、支撑座、底座、台体、上罩板；从运动结构体包括：滑环支座、编码器架、电机架、从驱动电机、转子轴、角接触球轴承、滑环、滑环座、编码器、罩壳。本发明采用主、从运动结构体、主轴采用气浮轴系等设计方法，来减少摩擦对主运动体运动时的干扰，提高了校准的准确度。本发明采用了角冲击激励方式、绝对法校准方法，为角运动传感器的校准提供了新的方法与手段。

Description

角冲击台

技术领域

本发明涉及一种用于校准角运动传感器的激励装置的角冲击台。

背景技术

角运动传感器在使用前需要校准。一般校准时的激励形式主要有以下几种，静态校准和动态校准。静态校准时，根据角运动传感器的不同，选用不同的激励装置，如角位移传感器可选用多齿分度台校准，角速度传感器可选用速率转台校准，角加速度传感器可在离心机上实现校准。动态校准时，可利用角振动台产生在某单一频率上正弦运动实现角运动传感器动态角度、动态角速度和动态角加速度的角校准，这种在某单一频率点上的动态校准又称稳态校准；可利用角冲击台产生不同脉宽的半正弦、梯形波等激励方式对传感器进行校准，这种在不同脉宽上的动态校准称为瞬态校准。随着科技的不断发展，许多新型的角运动传感器如光纤陀螺、角加速度传感器等不断地被开发研制，对其动态特性的校准需求目前越来越多，角冲击台是一种对角运动传感器进行瞬态校准的激励源。

校准中角运动参数的溯源方法主要分为两种，一种是绝对法，直接将角运动参数溯源到时间和长度(角度)量，准确度高；另一种是比较法，用经过校准的标准传感器测量角运动量值，其优点是成本低、方法简单，但准确度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种对角运动传感器进行动态(瞬态)校准的角冲击台。本发明的技术解决方案是，角冲击台包括主运动结构体和从运动结构体，

主运动结构体包括：工作台面、运动主轴、测量用光栅、光栅座、光栅读数头、壳体、主驱动电机、气浮轴套、刚性联轴器、控制用光栅、支撑座、底座、台体、上罩板，工作台面安装在运动主轴的上轴端，测量用光栅通过光栅座与工作台面下方的运动主轴相连，动运动主轴在气浮轴套内旋转，气浮轴套安装在壳体上，光栅读数头安装在壳体上并置于气浮轴套的外侧；主驱动电机的定子安装在壳体上，主驱动电机的转子与运动主轴相连；控制用光栅通过固定板安装在壳体上，控制用光栅的中心轴通过刚性联轴器与运动主轴相连接；支撑座将壳体与底座相连；台体安装在底座上，上罩板安装在台体上；

从运动结构体包括：滑环支座、编码器架、电机架、从驱动电机、转子轴、角接触球轴承、滑环、滑环座、编码器、罩壳，滑环支座上面支撑着编码器架，滑环支座的内部安装有电机架；从驱动电机的定子安装在电机架中，从驱动电机的转子安装在转子轴上；转子轴由角接触球轴承支撑，转子轴的一端由螺母锁紧，另一端与滑环的转动部分相连接；滑环的固定部分固定在滑环座内，滑环座安装在电机架上；编码器固定在编码器架上，编码器的转动部分通过连接螺杆与滑环的转动部分连接；罩壳直接罩在滑环支座上。

所述的从运动结构体中的转子轴位于主运动结构体中的运动主轴的正上方，转子轴与运动主轴同心安装。

所述的转子轴跟随运动主轴运动的方向旋转。

本发明具有的优点和有益效果，本发明采用主、从运动结构体、主轴采用气浮轴系等设计方法，来减少摩擦对主运动体运动时的干扰，提高了校准的准确度。

本发明采用了角冲击激励方式、绝对法校准方法，为角运动传感器的校准提供了新的方法与手段。本装置可在不同的脉宽下对角运动传感器的灵敏度进行校准，同时对角运动传感器的输出滞后时间可直接获得，这是用现用的其他方法(匀角速度激励、角振动激励)无法实现的。

附图说明

图1本发明所述角冲击台外形图；

图2本发明主运动结构体的剖示图；

图3本发明从运动结构体的剖示图。

具体实施方式

角冲击台包括主运动结构体1和从运动结构体2，

主运动结构体1包括：工作台面3、运动主轴4、测量用光栅5、光栅座6、光栅读数头7、壳体9、主驱动电机8、气浮轴套10、刚性联轴器12、控制用光栅11、支撑座13、底座14、台体15、上罩板16，工作台面3安装在运动主轴4的上轴端，测量用光栅5通过光栅座6与工作台面3下方的运动主轴4相连，动运动主轴4在气浮轴套10内旋转，气浮轴套10安装在壳体9上，光栅读数头7安装在壳体9上并置于气浮轴套10的外侧；主驱动电机8的定子安装在壳体9上，主驱动电机8的转子与运动主轴4相连；控制用光栅11通过固定板28安装在壳体9上，控制用光栅11的中心轴通过刚性联轴器12与运动主轴4相连接；支撑座13将壳体9与底座14相连；台体15安装在底座14上，上罩板16安装在台体15上；

从运动结构体2包括：滑环支座17、编码器架18、电机架19、从驱动电机20、转子轴21、角接触球轴承22、滑环24、滑环座25、编码器26、罩壳27，滑环支座17上面支撑着编码器架18，滑环支座17的内部安装有电机架19；从驱动电机20的定子安装在电机架19中，从驱动电机20的转子安装在转子轴21上；转子轴21由角接触球轴承22支撑，转子轴21的一端由螺母23锁紧，另一端与滑环24的转动部分相连接；滑环24的固定部分固定在滑环座25内，滑环座25安装在电机架19上；编码器26固定在编码器架18上，编码器26的转动部分通过连接螺杆与滑环24的转动部分连接；罩壳27直接罩在滑环支座17上。

所述的从运动结构体2中的转子轴21位于主运动结构体1中的运动主轴4的正上方，转子轴21与运动主轴4同心安装。

所述的转子轴21跟随运动主轴4运动的方向旋转。

本发明提供一种高精度角冲击台，如图1，2，3所示，主要由主从运动结构体，控制系统、测量系统、供气系统等组成。被校准的传感器安装在工作台面3上，传感器的输入及输出信号由从运动结构体2上的滑环24导入导出。安装在主轴4上的工作台面3、测量用光栅5、控制用光栅11在主驱动电机8的驱动下与运动主轴4一起运动。气浮轴套10径向方向上开有四排进气孔，上端轴向方向开有一圈气孔，通入一定压力的清洁压缩空气，运动主轴4悬浮在气浮轴套10中，由于气膜的作用，使主轴在运动过程中摩擦阻力矩小，回转精度高。

从控制电机20驱动转子轴21及其上的滑环24转动部分和编码器26转动部分一起运动。从控制电机按一定的比例关系跟随主控制电机的运动，运动过程中从运动结构体2上转子轴21转过的角度与主运动体1上主轴转过的角度差在0.1°。保证在大角速度冲击下，运动主轴4转过的角度远大于360°时，被校传感器的输入输出导线不被搅坏。

控制用光栅11采用刚性连轴器12与运动主轴4连接，保证在运动过程中控制用光栅11测到的角度与运动主轴4实际转过的角度没有偏差。

测量用光栅5安装在接近工作台面处，光栅读数头7测量光栅某时间间隔内转过的角度，采集系统同时采集该信号与传感器的输出信号。

数据处理系统将采集系统采集到的信号进行分析比较，保存测试结果，并将两信号的波形在同一时间坐标上绘制出来。传感器的输出量值直接溯源到时间与长度(角度)两个计量基本量上，实现对传感器的绝对法校准。

Claims (2)

1.一种角冲击台，其特征在于：包括主运动结构体(1)和从运动结构体(2)，主运动结构体(1)包括：工作台面(3)、运动主轴(4)、测量用光栅(5)、光栅座(6)、光栅读数头(7)、壳体(9)、主驱动电机(8)、气浮轴套(10)、刚性联轴器(12)、控制用光栅(11)、支撑座(13)、底座(14)、台体(15)、上罩板(16)，工作台面(3)安装在运动主轴(4)的上轴端，测量用光栅(5)通过光栅座(6)与工作台面(3)下方的运动主轴(4)相连，运动主轴(4)在气浮轴套(10)内旋转，气浮轴套(10)安装在壳体(9)上，光栅读数头(7)安装在壳体(9)上并置于气浮轴套(10)的外侧；主驱动电机(8)的定子安装在壳体(9)上，主驱动电机(8)的转子与运动主轴(4)相连；控制用光栅(11)通过固定板(28)安装在壳体(9)上，控制用光栅(11)的中心轴通过刚性联轴器(12)与运动主轴(4)相连接；支撑座(13)将壳体(9)与底座(14)相连；台体(15)安装在底座(14)上，上罩板(16)安装在台体(15)上；

从运动结构体(2)包括：滑环支座(17)、编码器架(18)、电机架(19)、从驱动电机(20)、转子轴(21)、角接触球轴承(22)、滑环(24)、滑环座(25)、编码器(26)、罩壳(27)，滑环支座(17)上面支撑着编码器架(18)，滑环支座(17)的内部安装有电机架(19)；从驱动电机(20)的定子安装在电机架(19)中，从驱动电机(20)的转子安装在转子轴(21)上；转子轴(21)由角接触球轴承(22)支撑，转子轴(21)的一端由螺母(23)锁紧，另一端与滑环(24)的转动部分相连接；滑环(24)的固定部分固定在滑环座(25)内，滑环座(25)安装在电机架(19)上；编码器(26)固定在编码器架(18)上，编码器(26)的转动部分通过连接螺杆与滑环(24)的转动部分连接；罩壳(27)直接罩在滑环支座(17)上；所述的从运动结构体(2)中的转子轴(21)位于主运动结构体(1)中的运动主轴(4)的正上方，转子轴(21)与运动主轴(4)同心安装。

2.根据权利要求1所述的角冲击台，其特征在于：所述的转子轴(21)跟随运动主轴(4)运动的方向旋转。

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