CN105203799B - 一种加速度三轴热灵敏度测试装置 - Google Patents

Abstract

一种加速度三轴热灵敏度测试装置。本发明涉及加速度传感器精度测试领域，具体涉及一种加速度三轴热灵敏度测试装置。本发明为解决现有热灵敏度测试装置结构复杂、制造成本高的问题。一种加速度三轴热灵敏度测试装置包括步进电机、左支架、右支架、基板、滑动板、两个滑道盘、两个连接轴套、两个固定板、两个水平滑杆、多个载物盘和多个旋转轴，左支架和右支架的内侧面分别竖直固接有滑道盘，滑道盘的内侧端面上设有滑道凹槽，左支架和右支架的中部插装有连接轴套，两个连接轴套的内侧端面之间水平设有滑动板，滑动板的上下两侧分别平行设有固定板，固定板的外侧均布设有多个载物盘。本发明用于灵敏度测试。

Description

一种加速度三轴热灵敏度测试装置

技术领域

本发明涉及加速度传感器精度测试领域，具体涉及一种加速度三轴热灵敏度测试装置。

背景技术

以加速度传感器为核心的惯性装置，广泛的应用于常规飞行参数的测试系统中。其热灵敏度漂移是衡量传感器的灵敏度随温度变化的特性指标，是体现加速度传感器温度稳定性的最重要的指标之一。常用的加速度传感器的热灵敏度测试方法主要有静态方法和动态方法，但是以上方法涉及的测试装置具有结构复杂、制造成本高的缺点。

发明内容

本发明为解决现有热灵敏度测试装置结构复杂、制造成本高的问题，进而提出一种加速度三轴热灵敏度测试装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明包括步进电机、左支架、右支架、基板、滑动板、两个滑道盘、两个连接轴套、两个固定板、两个水平滑杆、多个载物盘和多个旋转轴，基板水平设置，左支架垂直固接在基板的上端面的左侧，右支架垂直固接在基板的上端面的右侧，左支架和右支架的内侧面分别竖直固接有滑道盘，滑道盘的内侧端面上设有滑道凹槽，左支架和右支架的中部插装有连接轴套，左支架上的连接轴套与步进电机连接，连接轴套垂直穿过滑道盘，两个连接轴套的内侧端面之间水平设有滑动板，连接轴套的内侧端面和滑动板的端面上分别水平设有滑板槽，滑板槽内插装有滑板，滑板的中部设有滚珠，滑动板通过滚珠与连接轴套连接，滑动板两端的外侧分别设有水平滑杆，水平滑杆的一端通过滑杆臂与滑动板固接，水平滑杆的另一端设置在滑道凹槽内，滑动板的上下两侧分别平行设有固定板，固定板的两端分别与连接轴套固接，固定板的外侧均布设有多个载物盘，固定板的内侧均布竖直内嵌有多个旋转轴，载物盘的内侧端面与旋转轴的外侧端面固接，旋转轴的左右两端分别设有定位柱，定位柱的下端插装在固定板上，定位柱与固定板之间设有弹簧，定位柱的上端为圆锥面，载物盘的内侧端面上沿圆周方向均布设有多个锥形槽，定位柱的上端设置在一个锥形槽内，旋转轴的内侧端面上设有偏心圆形凹槽，偏心圆形凹槽内竖直设有偏心滑杆，滑动板的上端面设有多个偏心圆形弧槽，偏心圆弧通槽的位置与偏心圆形凹槽的位置对应设置，偏心滑杆的末端插装在偏心圆弧通槽内。

本发明的有益效果是：

一种加速度三轴热灵敏度测试装置由步进电机提供动力，带动连接轴套旋转，上、下两个固定板和滑动板随旋转轴套同时旋转，滑动板旋转一定角度后，固定在滑动板上的滑杆臂在滑道盘的作用下，使滑动板相对固定板发生前后平移。同时，旋转轴上的偏心滑杆在滑动板的轨道内滑动，实现旋转轴的旋转，旋转过程中，定位柱在弹簧的作用下从锥形定位孔滑出，进入下一个锥形定位孔，实现角度的精确定位。该装置用一个步进电机实现了两个测试轴的旋转，测试三轴数据，该装置控制简单、测试精度高，通过三轴热灵敏度的自动化翻转避免了人工翻转对恒温环境的破坏，该装置一次性测试数量多，有效节省了劳动力，具有结构设计新颖合理、工作可靠、运动平稳、作业效率高、适用能力强的特点。

附图说明

图1是本发明的整体结构的主视示意图；

图2是本发明的整体结构的俯视示意图；

图3是本发明中载物盘9的主视图；

图4是图3中的A向视图；

图5是本发明中滑道盘5的主视图；

图6是本发明中滑道盘5的左视图；

图7是本发明中滑动板7的主视图；

图8是本发明中滑动板7的左视图；

图9是图8中的I处放大图；

图10是本发明中固定板8的主视图；

图11是本发明中固定板8的左视图；

图12是本发明中连接轴套6的主视图；

图13是本发明中连接轴套6的左视图；

图14是图13中的K处放大图；

图15是本发明中旋转轴10的主视图；

图16是图1中的L处放大图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图16说明，本实施方式所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置包括步进电机1、左支架2、右支架3、基板4、滑动板7、两个滑道盘5、两个连接轴套6、两个固定板8、两个水平滑杆11、多个载物盘9和多个旋转轴10，基板4水平设置，左支架2垂直固接在基板4的上端面的左侧，右支架3垂直固接在基板4的上端面的右侧，左支架2和右支架3的内侧面分别竖直固接有滑道盘5，滑道盘5的内侧端面上设有滑道凹槽5-1，左支架2和右支架3的中部插装有连接轴套6，左支架2上的连接轴套6与步进电机1连接，连接轴套6垂直穿过滑道盘5，两个连接轴套6的内侧端面之间水平设有滑动板7，连接轴套6的内侧端面和滑动板7的端面上分别水平设有滑板槽14，滑板槽14内插装有滑板12，滑板12的中部设有滚珠13，滑动板7通过滚珠13与连接轴套6连接，滑动板7两端的外侧分别设有水平滑杆11，水平滑杆11的一端通过滑杆臂15与滑动板7固接，水平滑杆11的另一端设置在滑道凹槽5-1内，滑动板7的上下两侧分别平行设有固定板8，固定板8的两端分别与连接轴套6固接，固定板8的外侧均布设有多个载物盘9，固定板8的内侧均布竖直内嵌有多个旋转轴10，载物盘9的内侧端面与旋转轴10的外侧端面固接，旋转轴10的左右两端分别设有定位柱16，定位柱16的下端插装在固定板8上，定位柱16与固定板8之间设有弹簧18，定位柱16的上端为圆锥面，载物盘9的内侧端面上沿圆周方向均布设有多个锥形槽9-1，定位柱16的上端设置在一个锥形槽9-1内，旋转轴10的内侧端面上设有偏心圆形凹槽10-1，偏心圆形凹槽10-1内竖直设有偏心滑杆17，滑动板7的上端面设有多个偏心圆弧通槽7-1，偏心圆弧通槽7-1的位置与偏心圆形凹槽10-1的位置对应设置，偏心滑杆17的末端插装在偏心圆弧通槽7-1内。

如此设计在测试装置两端固定两个滑道盘5，可以使水平滑杆11进行同心不同径变轨，实现特殊的运动轨迹；同时，装置两侧连接两个连接轴套6，一侧连接轴套6与步进电机1连接，两个连接轴套6的一端开有滑板槽14，滑动板7置于两个连接轴套6之间，滑动板7上均匀分布多个轨道即偏心圆弧通槽7-1，且滑动板7的两端也有对应的设有滑板槽14，通过滑板槽14内的滚珠13和滑板12实现前后方向滑动。在滑动板7的两端分别固定滑杆臂15，滑杆臂15上的水平滑杆11在滑道盘5的滑道凹槽5-1内滑动。

将两个固定板8固定在连接轴套6的上下两侧，且两个固定板8关于滑动板7对称，在固定板8均布竖直内嵌有多个旋转轴10，旋转轴10的外侧端面固定载物盘9，旋转轴10的内侧端面设置一偏心圆形凹槽10-1，用以放置偏心滑杆17，偏心滑杆17的另一侧置于滑动板7的偏心圆弧通槽7-1内。

具体实施方式二：结合图1至图16说明，本实施方式所述滑道盘5的滑道凹槽5-1沿竖直方向对称设置，滑道凹槽5-1包括第一圆弧段5-1-1、第二圆弧段5-1-2和两个第三连接段5-1-3，第一圆弧段5-1-1设置在滑道盘5的上端靠近边缘的位置，第一圆弧段5-1-1的圆心角的度数大于等于90°，第二圆弧段5-1-2设置在滑道盘5的下端靠近中心的位置，第二圆弧段5-1-2的圆心角的度数大于等于90°，第三连接段5-1-3的一端连接第一圆弧段5-1-1，第三连接段5-1-3的另一端连接第二圆弧段5-1-2。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。

如此设计在连接轴套6旋转时，使测试装置能够达到既定位置进行测试。

本实施方式中的锥形槽9-1的数量为四个。

具体实施方式三：结合图1至图16说明，本实施方式所述偏心圆弧通槽7-1的圆心角为90°。其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。

如此设计使偏心滑杆17在偏心圆弧通槽7-1内滑动，能够实现载物盘9的旋转。

具体实施方式四：结合图1至图16说明，本实施方式所述载物盘9的外侧端面上的一端设有定位块9-2，定位块9-2的内侧设有倒角槽9-3。其它组成和连接方式与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1至图16说明，本实施方式所述水平滑杆11的一端插装在滑杆臂15内，滑杆臂15的末端通过连接片25与滑动板7固接。其它组成和连接方式与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1至图16说明，本实施方式所述左支架2上的连接轴套6套装在步进电机1的主轴上，连接轴套6的外圆周侧壁上设有紧定螺栓19，紧定螺栓19的末端抵在步进电机1主轴的外圆周侧壁上。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、四或五相同。

如此设计通过紧定螺栓19来限定连接轴套6沿轴线方向上的位置。

具体实施方式七：结合图1至图16说明，本实施方式所述载物盘9的内侧端面的中部设有定位凸块9-4，旋转轴10的外侧端面的中部设有定位凹槽10-2，定位凸块9-4卡装在定位凹槽10-2内。其它组成和连接方式与具体实施方式六相同。

如此设计便于实现载物盘9的定位和安装。

具体实施方式八：结合图1至图16说明，本实施方式所述固定板8与连接轴套6通过两个第一连接螺栓20固接，载物盘9与旋转轴10通过两个第二连接螺栓21固接。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、四、五或七相同。

如此设计通过第一连接螺栓20和第二连接螺栓21实现固定板8和载物盘9的固定，便于拆卸和安装。

具体实施方式九：结合图1至图16说明，本实施方式所述连接轴套6与左支架2和右支架3之间分别设有第一轴承22，旋转轴10与固定板8之间设有第二轴承23，偏心滑杆17与旋转轴10的偏心圆形凹槽10-1之间设有第三轴承24。其它组成和连接方式与具体实施方式八相同。

如此设计可以减少各构件间的摩擦，便于各构件的转动。

具体实施方式十：结合图1至图16说明，本实施方式所述滑动板7的上端面上均布设有多个滑动板通孔7-2，固定板8的外侧端面上均布设有多个固定板通孔8-1。其它组成和连接方式与具体实施方式一、二、四、五、七或九相同。

如此设计可以减少固定板8与滑动板7的质量，从而减少步进电机1克服转动惯性所需的扭矩。

工作原理

在产品上建立相对笛卡尔坐标系，初始位置时，测试装置平稳置于水平平面上，将加速度传感器固定在载物盘9上，此时，载物盘9平行于水平面，测试该位置时Z向的热灵敏度。

步进电机1提供扭矩动力，从0°旋转至90°过程中，带动连接轴套6旋转，固定在连接轴套6上下两侧的固定板8和通过滚珠13和滑板12定位的滑动板7随之转动，实现产品绕Y轴的旋转，在旋转过程中，固定在滑动板7上的滑杆臂15在滑道盘5上滑道凹槽5-1的作用下，进入滑道凹槽5-1的近休止端(即第一圆弧段5-1-1的中部)或远休止端(即第二圆弧段5-1-2的中部)，滑动板7保持位置不变，步进电机1旋转至90°后，测试传感器在该位置时X向的热灵敏度。

步进电机1从90°旋转至180°，带动连接轴套6、固定板8和滑动板7旋转，在此旋转过程中，滑杆臂15上的水平滑杆11在滑道凹槽5-1的作用下，使滑动板7在连接轴套6的滑板槽14内相对固定板8发生前后平移，在平移过程中，偏心滑杆17在滑动板7上的偏心圆弧通槽7-1内滑动，使旋转轴10随之旋转，带动载物盘9旋转，定位柱16从载物盘9上的锥形槽9-1滑出，继续旋转90°后，定位柱16进入载物盘9上下一个锥形槽9-1，实现精确定位。此时，实现传感器绕Z轴、Y轴的旋转，测试传感器在该位置时X向的热灵敏度。

步进电机1继续旋转，从180°旋转至270°，在此过程中，水平滑杆11进入滑道凹槽5-1的远休止端(即第二圆弧段5-1-2的中部)或近休止端(即第一圆弧段5-1-1的中部)，滑动板7相对固定板8没有相对位移和旋转，实现产品绕X轴旋转，测试传感器在该位置时Y向的热灵敏度。

从270°旋转至360°，在此过程中，滑杆臂15上的水平滑杆11在滑道凹槽5-1的作用下，使滑动板7在连接轴套6的滑板槽14内相对固定板8发生前后平移，同时，偏心滑杆17在滑动板7上的偏心圆弧通槽7-1的作用下，回到初始位置，带动旋转轴10、载物盘9以及定位柱16也回到初始位置，此时，测试装置测量的数据与0°时的测试数据相同，完成一个加速度传感器热灵敏度测试位置的变换周期。

Claims (9)

1.一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置包括步进电机(1)、左支架(2)、右支架(3)、基板(4)、滑动板(7)、两个滑道盘(5)、两个连接轴套(6)、两个固定板(8)、两个水平滑杆(11)、多个载物盘(9)和多个旋转轴(10)，基板(4)水平设置，左支架(2)垂直固接在基板(4)的上端面的左侧，右支架(3)垂直固接在基板(4)的上端面的右侧，左支架(2)和右支架(3)的内侧面分别竖直固接有滑道盘(5)，滑道盘(5)的内侧端面上设有滑道凹槽(5-1)，左支架(2)和右支架(3)的中部插装有连接轴套(6)，左支架(2)上的连接轴套(6)与步进电机(1)连接，连接轴套(6)垂直穿过滑道盘(5)，两个连接轴套(6)的内侧端面之间水平设有滑动板(7)，连接轴套(6)的内侧端面和滑动板(7)的端面上分别水平设有滑板槽(14)，滑板槽(14)内插装有滑板(12)，滑板(12)的中部设有滚珠(13)，滑动板(7)通过滚珠(13)与连接轴套(6)连接，滑动板(7)两端的外侧分别设有水平滑杆(11)，水平滑杆(11)的一端通过滑杆臂(15)与滑动板(7)固接，水平滑杆(11)的另一端设置在滑道凹槽(5-1)内，滑动板(7)的上下两侧分别平行设有固定板(8)，固定板(8)的两端分别与连接轴套(6)固接，固定板(8)的外侧均布设有多个载物盘(9)，固定板(8)的内侧均布竖直内嵌有多个旋转轴(10)，载物盘(9)的内侧端面与旋转轴(10)的外侧端面固接，旋转轴(10)的左右两端分别设有定位柱(16)，定位柱(16)的下端插装在固定板(8)上，定位柱(16)与固定板(8)之间设有弹簧(18)，定位柱(16)的上端为圆锥面，载物盘(9)的内侧端面上沿圆周方向均布设有多个锥形槽(9-1)，定位柱(16)的上端设置在一个锥形槽(9-1)内，旋转轴(10)的内侧端面上设有偏心圆形凹槽(10-1)，偏心圆形凹槽(10-1)内竖直设有偏心滑杆(17)，滑动板(7)的上端面设有多个偏心圆弧通槽(7-1)，偏心圆弧通槽(7-1)的位置与偏心圆形凹槽(10-1)的位置对应设置，偏心滑杆(17)的末端插装在偏心圆弧通槽(7-1)内，

所述滑道盘(5)的滑道凹槽(5-1)沿竖直方向对称设置，滑道凹槽(5-1)包括第一圆弧段(5-1-1)、第二圆弧段(5-1-2)和两个第三连接段(5-1-3)，第一圆弧段(5-1-1)设置在滑道盘(5)的上端靠近边缘的位置，第一圆弧段(5-1-1)的圆心角的度数大于等于90°，第二圆弧段(5-1-2)设置在滑道盘(5)的下端靠近中心的位置，第二圆弧段(5-1-2)的圆心角的度数大于等于90°，第三连接段(5-1-3)的一端连接第一圆弧段(5-1-1)，第三连接段(5-1-3)的另一端连接第二圆弧段(5-1-2)。

2.根据权利要求1所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述偏心圆弧通槽(7-1)的圆心角为90°。

3.根据权利要求2所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述载物盘(9)的外侧端面上的一端设有定位块(9-2)，定位块(9-2)的内侧设有倒角槽(9-3)。

4.根据权利要求3所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述水平滑杆(11)的一端插装在滑杆臂(15)内，滑杆臂(15)的末端通过连接片(25)与滑动板(7)固接。

5.根据权利要求1、2、3或4所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述左支架(2)上的连接轴套(6)套装在步进电机(1)的主轴上，连接轴套(6)的外圆周侧壁上设有紧定螺栓(19)，紧定螺栓(19)的末端抵在步进电机(1)主轴的外圆周侧壁上。

6.根据权利要求5所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述载物盘(9)的内侧端面的中部设有定位凸块(9-4)，旋转轴(10)的外侧端面的中部设有定位凹槽(10-2)，定位凸块(9-4)卡装在定位凹槽(10-2)内。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述固定板(8)与连接轴套(6)通过两个第一连接螺栓(20)固接，载物盘(9)与旋转轴(10)通过两个第二连接螺栓(21)固接。

8.根据权利要求7所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述连接轴套(6)与左支架(2)和右支架(3)之间分别设有第一轴承(22)，旋转轴(10)与固定板(8)之间设有第二轴承(23)，偏心滑杆(17)与旋转轴(10)的偏心圆形凹槽(10-1)之间设有第三轴承(24)。

9.根据权利要求1、2、3、4、6或8所述一种加速度三轴热灵敏度测试装置，其特征在于：所述滑动板(7)的上端面上均布设有多个滑动板通孔(7-2)，固定板(8)的外侧端面上均布设有多个固定板通孔(8-1)。