CN104712318B - 提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法及定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法及定位装置,本发明通过定位轴的单向转动以消除电机减速器中齿轮的回转间隙，提高光纤陀螺测斜仪转位精度；定位轴上设有弹性球头，定位轴外设有支架，支架内孔中设有四个相差90度的V形凸台；当电机减速器带动定位轴停止转动时，定位轴上的弹性球头正好顶在支架内孔中V形凸台的下滑斜面上，使定位轴停止转动后仍受到一个与定位轴旋转方向一致的力，以防止定位轴反向旋转使电机减速器中的齿轮之间产生间隙。从而消除了电机减速器的回转间隙，提高了精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法及定位装置，属于光纤陀螺测斜仪技术领域。
背景技术
在新油井开发过程中，为了准确控制钻头走向，提高油量产出；定向钻井已成为当前油气田开发的重大技术之一。电子多点测斜和框架式陀螺测斜这两大类测试井迹的仪器在国内生产厂家很多，但都存在一些问题，使用效果并不是太好。国内外都在研究将惯性器件作为核心的定位定向系统用于钻探的测量，而且精度有了明显提高。但光纤陀螺测斜仪需要转动0度、90度、180度和270度四个位置才能提供系统解算所需数据。转动角度的精度决定了光纤陀螺测斜仪的准确性。由于转动是由电机带动的，电机减速器中的齿轮，电机与轴的连接处都存在有间隙，这些连接间隙会影响转动角度的精度，因此消除上述间隙对转动角度的影响是光纤陀螺测斜仪测量准确度的关键。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法及定位装置，以实现转位机构0度、90度、180度和270度四个位置准确旋转和精确定位，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明的一种提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法为，该方法通过定位轴的单向转动以消除电机减速器中齿轮的回转间隙，提高光纤陀螺测斜仪转位精度；定位轴上设有弹性球头，定位轴外设有支架，支架内孔中设有四个相差90度的V形凸台；当电机减速器带动定位轴停止转动时，定位轴上的弹性球头正好顶在支架内孔中V形凸台的下滑斜面上，使定位轴停止转动后仍受到一个与定位轴旋转方向一致的力，以防止定位轴反向旋转使电机减速器中的齿轮之间产生间隙。
上述方法中，所述定位轴上设有挡片，定位轴外面的支架上设有光电开关，当挡片遮住光电开关时，定位轴位于零位；以零位为基准，当电机在编码器精确角度的控制下，分别转动到90度、180度和270度三个位置时，定位轴上的弹性球头正好停在支架内孔中其中一个V形凸台的下滑斜面上，通过V形凸台的下滑斜面和弹性球头对定位轴施加与定位轴旋转方向一致的力。
根据上述方法构建的本发明的一种光纤陀螺测斜仪定位装置为，该装置包括一端与电机连接，另一端与光纤陀螺连接的定位轴，定位轴上设有弹性球头，定位轴外设有支架，支架的内孔中设有四个相隔90度的V形凸台。
前述定位装置中，所述定位轴上设有挡片，定位轴外面的支架上设有光电开关。
前述定位装置中，所述定位轴两端经轴承与支架转动连接。
前述定位装置中，所述弹性球头包括设在定位轴径向孔内的球头，球头底部设有弹簧，球头上设有限位槽，限位槽内设有限位销。
与现有技术相比，本发明通过定位轴的单向转动以消除电机减速器中齿轮的回转间隙，提高光纤陀螺测斜仪转位精度；同时在支架内孔设置了V形凸台，在定位轴上设置了弹性球头，当定位轴在基准位置（0度位置），以及90度、180度和270度位置时，定位轴上的弹性球头正好停在支架内孔中其中一个V形凸台的下滑斜面上，通过V形凸台的下滑斜面和弹性球头对定位轴施加与定位轴旋转方向一致的力。消除了电机减速器的回转间隙，提高了精度。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是定位轴组件的结构示意图；
图4是本发明的应用示意图。
附图中的标记为：1-定位轴，2-弹性球头，3-支架，4-V形凸台，5-挡片，6-光电开关，7-轴承，8-球头，9-弹簧，10-限位槽，11-限位销，12-电机，13-光纤陀螺。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的任何限制。
本发明的一种提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法，如图1所示，该方法是通过定位轴的单向转动以消除电机减速器中齿轮的回转间隙，提高光纤陀螺测斜仪转位精度；定位轴上设有弹性球头，定位轴外设有支架，支架内孔中设有四个相差90度的V形凸台；当电机减速器带动定位轴停止转动时，定位轴上的弹性球头正好顶在支架内孔中V形凸台的下滑斜面上，使定位轴停止转动后仍受到一个与定位轴旋转方向一致的力，以防止定位轴反向旋转使电机减速器中的齿轮之间产生间隙。所述定位轴如图2和3所示，定位轴上设有挡片，定位轴外面的支架上设有光电开关，当挡片遮住光电开关时，定位轴位于零位；以零位为基准，当电机在编码器精确角度的控制下，分别转动到90度、180度和270度三个位置时，定位轴上的弹性球头正好停在支架内孔中其中一个V形凸台的下滑斜面上，通过V形凸台的下滑斜面和弹性球头对定位轴施加与定位轴旋转方向一致的力。
根据上述方法构建的本发明的一种光纤陀螺测斜仪定位装置的结构示意图如图2和图3所示，该装置包括一端与电机12连接，另一端与光纤陀螺13连接的定位轴1，定位轴1上设有弹性球头2，定位轴1外设有支架3，支架3的内孔中设有四个相隔90度的V形凸台4。所述定位轴1上设有挡片5，定位轴1外面的支架3上设有光电开关6。定位轴1两端经轴承7与支架3转动连接。所述弹性球头2包括设在定位轴径向孔内的球头8，球头8底部设有弹簧9，球头8上设有限位槽10，限位槽10内设有限位销11。
实施例
本发明的方法如图4所示，应用于光纤陀螺测斜仪中的转位机构，转位机构如图4所示。电机12安装在电机支架中，电机12通过联轴器与本发明的定位装置一端连接，定位装置的另一端通过销子与敏感支架上的光纤陀螺13连接构成完整的转动系统。
转位机构只有一个基本的功能就是高精度的定位，其核心部分是定位装置，定位装置结构见附图2，定位装置的工作原理如图1和图2所示：光电开关6与定位轴1上的挡片5配合共同确定基准零位（0度）。电机12在编码器的控制下转动给定的90度、180度和270度三个位置，等到三个位置转动完成后继续往相同方向转动，回到零位。由于该转位机构使用了多环的滑环，没有导向绞线的顾虑，所以允许整个旋转部件一直都往一个方向转动。
当挡片5转动到光电开关6的缝隙处时，光电开关6判断挡片5位置，控制电机12转动停止，停止时弹性球头2的球头8正好停止在支架3上V形凸台4的的下滑斜面位置，当电机12在编码器精确角度的控制下，分别转动到90度、180度和270度三个位置时，弹性球头2的球头8也会正好停止在支架3的其余斜坡位置，电机12停止在斜坡位置上时消除了电机减速器的回转间隙，提高了精度。
定位轴1的结构见图3，在弹性球头2的球头8停止在斜坡上时，由于受到弹簧9作用在球头8上的力，整个定位轴1会受到一个使其继续运动的力，在这个力的作用下，电机12的减速器齿轮之间都是往运动方向受力，齿轮间在没有往相反方向转动的情况下是没有间隙的，这样就消除了回转间隙，提高了精度。
Claims (2)
1.一种提高光纤陀螺测斜仪转位精度的方法，其特征在于：该方法通过定位轴的单向转动以消除电机减速器中齿轮的回转间隙，提高光纤陀螺测斜仪转位精度；定位轴上设有弹性球头，定位轴外设有支架，支架内孔中设有四个相差90度的V形凸台；当电机减速器带动定位轴停止转动时，定位轴上的弹性球头正好顶在支架内孔中V形凸台的下滑斜面上，使定位轴停止转动后仍受到一个与定位轴旋转方向一致的力，以防止定位轴反向旋转使电机减速器中的齿轮之间产生间隙；定位轴上设有挡片，定位轴外面的支架上设有光电开关，当挡片遮住光电开关时，定位轴位于零位；以零位为基准，当电机在编码器精确角度的控制下，分别转动到90度、180度和270度三个位置时，定位轴上的弹性球头正好停在支架内孔中其中一个V形凸台的下滑斜面上，通过V形凸台的下滑斜面和弹性球头对定位轴施加与定位轴旋转方向一致的力。
2.一种根据权利要求1所述方法构建的光纤陀螺测斜仪定位装置，其特征在于：包括一端与电机（12）连接，另一端与光纤陀螺（13）连接的定位轴（1），定位轴（1）上设有弹性球头（2），定位轴（1）外设有支架（3），支架（3）的内孔中设有四个相隔90度的V形凸台（4）；定位轴（1）上设有挡片（5），定位轴（1）外面的支架（3）上设有光电开关（6）；定位轴（1）两端经轴承（7）与支架（3）转动连接；弹性球头（2）包括设在定位轴径向孔内的球头（8），球头（8）底部设有弹簧（9），球头（8）上设有限位槽（10），限位槽（10）内设有限位销（11）。
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