CN107621270A - 一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台 - Google Patents

Abstract

在使用三轴转台进行加速度计标定时，均是将传感器模块安放在内框上进行动态标定。加速度传感器在标定时受到的向心力大小由转动半径大小及转速快慢的限制。本发明可解决在现有的三轴转台上实现更高精度的加速度传感器标定。通过采用不同的展翼数量，可以实现加速度传感器的批量化标定，便于查看同一批加速度传感器的一致性。实现了在三轴惯性转台上方便、高效地标定加速度传感器。

Description

一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台

技术领域

本发明涉及加速度传感器的校准和标定技术领域，具体涉及一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台。

背景技术

在各种导航技术中，基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)的低成本惯性导航系统由于其体积小、重量轻、成本低、不受外界影响、输出频率高等优点，应用范围越来越广。然而，MEMS惯性导航系统有一个致命的缺点，其长期稳定性较差，存在着明显的时漂现象。因此在使用前必须对IMU中各个传感器的误差系数进行标定。

加速度传感器作为传感器的一个重要分支，以其体积小、重量轻、成本低、可靠性好、功耗低、测量范围大等优点，被广泛应用于汽车电子、航空航天、工业、农业等领域。随着这些行业的发展，加速度传感器的需求越来越大，对其精度的要求也越来越高。而加速度传感器在研制及使用前均需要进行参数性能的标定测试，而目前加速度传感器的标定测试主要以单件为主，增加了标定测试时间，降低了生产效率，这种测试方式严重阻碍了加速度传感器的产业化进程。如果没有一个高效率、高精度的测试仪器，那么加速度传感器的上产效率和生产成本势必要受到影响。

现阶段使用三轴惯性试验转台对加速度计进行动态标定时，均是将传感器模块安装在内框上。三轴转台给加速度计制造的向心力大小受到转动半径大小及三轴转速快慢影响，如果需要提高向心力大小，就需要使用尺寸更大，转速更高的转台，而这类设备价格昂贵，更换成本高，较为不现实。

发明内容

为了有效解决上述问题，本发明提供一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台。

本发明的技术方案具体如下：一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，所述三轴惯性标定转台包括转台体、及多个连接在转台体上的可收缩支翼装置；

所述可收缩支翼装置包括拨动抽拉组件，所述拨动抽拉组件为若干个多级支翼单元，所述支翼单元为凹形结构，所述凹形结构的两侧壁上设置有卡接构件，相邻所述支翼单元通过卡位构件的拨动方式进行抽拉限位支翼单元。

进一步地，所述可收缩支翼装置包括连接在转台体上的基础翼体、拨动抽拉组件及一个可固定加速度传感器的尾翼端。

进一步地，所述尾翼端通过拨动抽拉组件连接基础翼体；

所述可收缩支翼装置数量为2-6或8个；

所述拨动抽拉组件包括多级支翼单元，所述支翼单元依次连接，并尺寸自连接基础翼体的一端至连接尾翼端的另一端依次减小。

进一步地，任意两个相连的所述支翼单元通过抽拉卡槽式结构固定连接。

进一步地，任意两个相连的所述支翼单元中的大尺寸支翼单元包括一个基础翼板、及在翼板两侧延伸出的与翼板构成凹槽结构的限定板；

小尺寸的所述支翼单元的置于所述大尺寸支翼单元的翼板及凹槽结构构成的空间内。

进一步地，所述转台体包括旋转内框、旋转外框及固定连接旋转外框的旋转平台，所述可收缩支翼装置固定在旋转平台的外周侧上；

所述旋转内框、旋转中框及旋转外框依次连接。

进一步地，所述可收缩支翼装置包括多个折叠板；

任意所述相邻的折叠板相互折叠收缩，或通过限定装置限定伸展。

进一步地，所述卡位构件包括卡条，固定柱，所述卡条一端活动套设于所述固定柱上，绕固定柱作弧形运动。

进一步地，所述卡条包括拨动手柄、弹性端、限位端，所述卡条整体为长条形弹性体，在所述卡条的一端部设置有弹性端、及限位端，另一端设置所述拨动手柄；

与所述卡条相互配合限位的另一支翼单元的两侧内壁上固定设置有卡位齿条，所述卡位齿条与所述限位端相互接触，固定限位所述支翼单元的伸出长度。

本发明只需要在现有设备上做少量的改动，改动成本低，并且不需要对三轴转台的结构做大的更改，就可以实现更高精度的标定。

本发明基于此设计了一套可同时使用2、3、4、5、6或8个可收缩展翼对加速度传感器进行批量化标定。

附图说明

图1该装置安装在三轴惯性试验转台上收缩与伸展状态示意图；

图2用于安装抽拉式收缩展翼的旋转平台；

图3抽拉式收缩展翼收缩时示意图；

图4抽拉式收缩展翼拉伸示意图；

图5所述支翼单元的整体结构示意图；

图6本实施例为可折叠装置在三轴惯性试验转台上折叠与收起状态示意图；

图7本实施例为另一种可折叠装置在三轴惯性试验转台上收缩与伸展状态示意图。

具体实施方式

以下通过说明书附图及具体实施例，对本发明做进一步解释。

加速度传感器校准标定，如图1所示，所述三轴惯性标定转台包括转台体、及多个连接在转台体上的可收缩支翼装置5，所述转台体包括旋转内框1、旋转外框2及固定连接旋转外框2的旋转平台3，所述旋转平台3与旋转电机4连接，所述可收缩支翼装置5固定在旋转平台3的外周侧上；所述旋转内框1、旋转中框2及旋转外框2依次连接。当加速度传感器固定在图1所示的抽拉式收缩展翼末端时，可将抽拉式收缩展翼拉伸至实际需要长度，各级抽拉式结构通过所示的卡槽设计保证各级结构不会晃动，并根据抽拉结构的限位构件进行调节拨动抽拉组件的长度，保证整个结构在转动过程中加速度传感器的转动半径大小不会发生变化，增大了校准标定过程中转动半径大小的灵活性。根据已知的转动半径大小及转动加速度，可以在所需的时间内将已知的横向加速度加载到加速度传感器上，实现加速度传感器的校准和标定。

如果不需要太大的转动半径时，可将加速度传感器固定在图1所示的旋转内框1或旋转外框2上，实现加速度传感器在重力场下的位置标定。因此，本发明可实现在多种情况下的位置标定，也可以实现批量加速度计在同一情况下的同时标定、或不同情况的同时标定；

或者直接将加速度传感器固定在图2所示的旋转平台3上，该旋转平台3上标有刻度尺，便于快速读取转动半径值，实现加速度传感器的校准和标定。

如图3所示，为所述可收缩支翼装置5的收缩状态，如图4所示4所示，为所述可收缩支翼装置5的展开状态，所述可收缩支翼装置5包括连接在转台体上的基础翼体6、拨动抽拉组件及一个可固定加速度传感器的尾翼端7。所述尾翼端7通过拨动抽拉组件连接基础翼体6；所述拨动抽拉组件包括多级支翼单元8，所述支翼单元8依次连接，并尺寸自连接基础翼体6的一端至连接尾翼端7的另一端依次减小。任意两个相连的所述支翼单元8通过抽拉卡槽式结构固定连接。

如图5所示，任意两个相连的所述支翼单元8中的大尺寸支翼单元8包括一个基础翼板81、及在翼板两侧延伸出的与翼板构成凹槽结构的限定板82；小尺寸的所述支翼单元8的置于所述大尺寸支翼单元8的翼板及凹槽结构构成的空间内。

具体为，任意两个相连的所述支翼单元8通过抽拉卡槽式结构固定连接。所述支翼单元8两侧外壁与上一组支翼单元8的内侧壁相互接触，所述支翼单元8为凹形结构，在所述凹形结构的相对的两侧外壁上内凹出条形凹槽，在所述条形凹槽内设置有卡位构件，如图5所示，所述卡位构件包括卡条83，固定柱834，所述固定柱834为从条形凹槽内向外延伸的圆柱体，所述卡条83一端活动套设于所述固定柱834上，通过绕固定柱834在凹槽内作弧形运动，所述卡条83包括拨动手柄831、弹性端832、限位端833，所述卡条83整体为长条形弹性体，如图5所示，所述卡条83的一端部设置有弹性端832、及限位端833，另一端设置有拨动手柄831，通过拨动手柄831的上下运动，可带动所述限位端833的上下运动，通过弹性端832恢复所述限位端833原先的位置状态；

与所述支翼单元8的凹形两侧外壁相互接触的上一组支翼单元8的凹形两侧内壁上，固定设置有卡位齿条，所述卡位齿条与所述限位端833相互配合，实现所述限位端833固定在相应位置的齿条上，从而调节支翼单元8的收缩长度，具体为，在调节支翼单元8的伸出长度时，通过拨动手柄831，将限位端833提起，从而使得支翼单元8可以在卡槽式结构中抽出，选定伸出距离后，松开拨动手柄831，在弹性端832的弹力下，所述限位端833向下运动，通过相应的齿条，卡在相互齿间距中，从而对整个所述支翼单元8进行限位，在所述三轴惯性标定转台运动时，由于离心力的作用，在所以齿条与限位端833相互固定后，所述限位端833可以向接近转台的方向运动，方便调节距离，但是不可再向远离转台方向运动，从而通过限位端833保持转动半径稳定，多组支翼单元8既可以实现自由调节转动半径距离，又可以稳定转动半径，保持在稳定状态。

批量化标定加速度传感器，加速度传感器在研制后和使用前均需要进行参数性能的标定，而目前的加速度传感器标定测试主要以单件、手动为主，增加了标定测试时间，降低了生产效率，还不利于检测同一批次产品的一致性。将加速度传感器安装到三轴惯性试验转台的外框上，并根据实际情况选择是否安装抽拉式收缩展翼。如果直接将加速度传感器固定在图2所示的旋转平台3上，可同时标定多个加速度传感器，在三轴惯性试验转台外框上安装有可插拔式接口，用于读取加速度传感器模块的数据。如图6所示，如果使用可抽拉式收缩展翼时，可同时安装2、3、4、5、6或8组展翼，因为这样不会影响三轴惯性试验转台的平衡性，并且可根据标定需要或实际操作环境选择抽拉出几级结构，实现转动半径的可选择性与灵活性，加速度传感器模块安装在抽拉式收缩展翼的末端，末端处有螺纹孔，可用于固定加速度传感器。

在所述实施例中，一种具有可收缩支翼装置5的三轴惯性试验平台还包括一保护罩，用于防止展翼高速转动时造成意外伤害。

如图7所示，在另一实施例中，所述可收缩支翼装置5包括多个折叠板；任意所述相邻的折叠板相互折叠收缩，或通过限定装置限定伸展。通过所述折叠板的折叠次数选择调节所述转动半径，在所述折叠板上设置加速度传感器，从而增大了校准标定过程中转动半径大小的灵活性。根据已知的转动半径大小及转动加速度，可以在所需的时间内将已知的横向加速度加载到加速度传感器上，实现加速度传感器的校准和标定。

Claims (9)

1.一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述三轴惯性标定转台包括转台体、及多个连接在转台体上的可收缩支翼装置；

所述可收缩支翼装置包括拨动抽拉组件，所述拨动抽拉组件为若干个多级支翼单元，所述支翼单元为凹形结构，所述凹形结构的两侧壁上设置有卡接构件，相邻所述支翼单元通过卡位构件的拨动方式进行抽拉限位支翼单元。

2.根据权利要求1所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述可收缩支翼装置包括连接在转台体上的基础翼体、拨动抽拉组件及一个可固定加速度传感器的尾翼端。

3.根据权利要求2所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述尾翼端通过拨动抽拉组件连接基础翼体；

所述可收缩支翼装置数量为2-6或8个；

所述拨动抽拉组件包括多级支翼单元，所述支翼单元依次连接，并尺寸自连接基础翼体的一端至连接尾翼端的另一端依次减小。

4.根据权利要求3所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，任意两个相连的所述支翼单元通过抽拉卡槽式结构固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，任意两个相连的所述支翼单元中的大尺寸支翼单元包括一个基础翼板、及在翼板两侧延伸出的与翼板构成凹槽结构的限定板；

小尺寸的所述支翼单元的置于所述大尺寸支翼单元的翼板及凹槽结构构成的空间内。

6.根据权利要求1所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述转台体包括旋转内框、旋转外框及固定连接旋转外框的旋转平台，所述可收缩支翼装置固定在旋转平台的外周侧上；

所述旋转内框、旋转中框及旋转外框依次连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述可收缩支翼装置包括多个折叠板；

任意所述相邻的折叠板相互折叠收缩，或通过限定装置限定伸展。

8.根据权利要求1所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述卡位构件包括卡条，固定柱，所述卡条一端活动套设于所述固定柱上，绕固定柱作弧形运动。

9.根据权利要求8所述的一种具有可收缩支翼装置的三轴惯性标定转台，其特征在于，所述卡条包括拨动手柄、弹性端、限位端，所述卡条整体为长条形弹性体，在所述卡条的一端部设置有弹性端、及限位端，另一端设置所述拨动手柄；

与所述卡条相互配合限位的另一支翼单元的两侧内壁上固定设置有卡位齿条，所述卡位齿条与所述限位端相互接触，固定限位所述支翼单元的伸出长度。