CN110455312B - 一种陀螺安装误差标校系统及其标校方法 - Google Patents

一种陀螺安装误差标校系统及其标校方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的陀螺安装误差标校系统及方法，包括误差标校平台、误差标校刚体转台、数据传输装置及误差标校上位机，当所述误差标校平台通电后，所述误差标校平台转动并带动所述误差标校刚体转台匀速转动，所述误差标校刚体转台带动所述误差标校陀螺转动，所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机，所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校，从而能够实现精确且快速地补偿。

Description

一种陀螺安装误差标校系统及其标校方法
技术领域
本发明涉及伺服控制系统的技术领域，特别涉及一种陀螺安装误差标校系统及其标校方法。
背景技术
随着精准侦察目标需求的不断提高，具有跟踪引导功能的轻小型侦察稳定平台的应用也越来越广泛。相对传统的侦察平台而言，轻小型平台不仅具有使用方式机动灵活等特点，能够快速准确的提供近距地面信息。由于小型平台(轻小型稳定平台的简称)结构框架和陀螺安装位置存在安装误差，当小型平台采用半捷联伺服控制方式时，安装误差参与方位俯仰轴系的姿态结算，从而严重影响精确稳定精度。
目前，多数情况是采用提高陀螺安装支撑面加工精度的方法来解决小型平台陀螺安装误差的问题。此方法适用于一般稳定精度条件下稳定平台，但是针对高精度稳定平台存在不可忽略的安装误差，影响稳定平台的稳定精度；稳定平台陀螺速度信息参与对地目标地理坐标解算，安装误差影响解算结果；稳定平台由于使用时间过长或者碰撞所引发陀螺上支撑面形变时，此标校方法具有快速便捷准确等优点。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种简单、快速、准确的陀螺安装误差标校系统。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种陀螺安装误差标校系统，包括误差标校平台、误差标校刚体转台、数据传输装置及误差标校上位机，所述误差标校平台上安装有误差标校陀螺，所述误差标校平台与所述误差标校刚体转台固定连接，所述误差标校陀螺与所述数据传输装置信号连接，所述数据传输装置与所述误差标校上位机信号连接，其中：
当所述误差标校平台通电后，所述误差标校平台转动并带动所述误差标校刚体转台匀速转动，所述误差标校刚体转台带动所述误差标校陀螺转动，所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机，所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校。
在一些较佳的实施例中，所述误差标校平台还包括陀螺安装固定螺栓、标校平台方位上支撑框架、标校平台方位框架及标校平台俯仰框架，所述误差标校陀螺通过所述陀螺安装固定螺栓固定于所述标校平台方位上支撑框架上，所述标校平台方位上支撑框架通过所述标校平台方位框架与所述误差标校平台固定连接，所述标校平台俯仰框架固定于所述误差标校平台的一侧。
在一些较佳的实施例中，所述数据传输装置为导电环，所述导电环安装于所述误差标校刚体转台上。
在一些较佳的实施例中，所述陀螺安装误差标校系统还包括误差标校刚体支撑框架，所述误差标校刚体支撑框架的两端分别与所述标校平台方位上支撑框架及所述误差标校刚体转台固定连接。
在一些较佳的实施例中，所述误差标校上位机为计算机，所述计算机包括图形显示单元，所述图像显示单元用于显示所述误差标校陀螺的速度信息，并根据所述速度信息建立所述误差解算坐标系，所述误差解算坐标系包括陀螺基准坐标系、陀螺误差坐标系和误差旋转角度，所述误差旋转角度为陀螺基准坐标系与所述陀螺误差坐标系之间的角度，当所述误差标校陀螺与误差标校平台之间安装存在误差时，所述图形显示单元中的陀螺基准坐标系和陀螺误差坐标系不重合，并根据所述误差旋转角度，所述图像显示单元显示调整方向，操作者通过旋转所述陀螺安装固定螺栓调节陀螺安装误差。
在一些较佳的实施例中，所述陀螺基准坐标系包括陀螺基准坐标系方位轴、陀螺误差坐标系俯仰轴及陀螺误差坐标系/基准坐标系滚转轴；所述陀螺误差坐标系包括陀螺误差坐标系方位轴、陀螺误差坐标系俯仰轴、陀螺误差坐标系/基准坐标系滚转轴。
另外，本发明还提供了一种所述的陀螺安装误差标校系统的标校方法，包括下述步骤：
对所述误差标校平台进行通电，所述误差标校平台转动并带动所述误差标校刚体转台匀速转动，所述误差标校刚体转台带动所述误差标校陀螺转动；
所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机；
所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校；
重复上述步骤，若所述误差标校陀螺的安装误差小于5％，则标校完成；若否，重复上述步骤。
在一些较佳的实施例中，在所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校的步骤中，具体为；
所述计算机包括图形显示单元，所述图像显示单元用于显示所述误差标校陀螺的速度信息，并根据所述速度信息建立所述误差解算坐标系，所述误差解算坐标系包括陀螺基准坐标系、陀螺误差坐标系和误差旋转角度，所述误差旋转角度为陀螺基准坐标系与所述陀螺误差坐标系之间的角度，当所述误差标校陀螺与误差标校平台之间安装存在误差时，所述图形显示单元中的陀螺基准坐标系和陀螺误差坐标系不重合，并根据所述误差旋转角度，所述图像显示单元显示调整方向，操作者通过旋转所述陀螺安装固定螺栓调节陀螺安装误差。
在一些较佳的实施例中，所述陀螺基准坐标系包括陀螺基准坐标系XYZ方位轴、陀螺误差坐标系XYZ俯仰轴及陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴；所述陀螺误差坐标系包括陀螺误差坐标系X1Y1Z方位轴、陀螺误差坐标系X1Y1Z俯仰轴、陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的陀螺安装误差标校系统及方法，包括误差标校平台、误差标校刚体转台、数据传输装置及误差标校上位机，当所述误差标校平台通电后，所述误差标校平台转动并带动所述误差标校刚体转台匀速转动，所述误差标校刚体转台带动所述误差标校陀螺转动，所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机，所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校，从而能够实现精确且快速地补偿。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1提供的陀螺安装误差标校系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的陀螺安装误差标校系统的结构示意左视图；
图3为本发明示实施例1提供的安装误差标校平台的结构示意主视图；
图4为本发明实施例1提供的陀螺安装误差标校系统的误差解算坐标图；
图5为本发明实施例2提供的陀螺安装误差标校方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1及图2，为本发明实施例1提供的一种陀螺安装误差标校系统的结构示意图，包括：误差标校平台110、误差标校刚体转台120、数据传输装置130及误差标校上位机140，所述误差标校平台110上安装有误差标校陀螺150，所述误差标校平台110与所述误差标校刚体转台120固定连接，所述误差标校陀螺150与所述数据传输装置130信号连接，所述数据传输装置130与所述误差标校上位机140信号连接。
上述陀螺安装误差标校系统的工作原理如下：
当所述误差标校平台110通电后，所述误差标校平台110转动并带动所述误差标校刚体转台120匀速转动，所述误差标校刚体转台120带动所述误差标校陀螺150转动，所述误差标校陀螺150的速度信息通过所述数据传输装置130传输至所述误差标校上位机140，所述误差标校上位机140根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺150的安装误差进行标校。
请参阅图3，所述误差标校平台110还包括陀螺安装固定螺栓111、标校平台方位上支撑框架112、标校平台方位框架113及标校平台俯仰框架114，所述误差标校陀螺150通过所述陀螺安装固定螺栓115固定于所述标校平台方位上支撑框架112上，所述标校平台方位上支撑框架112通过所述标校平台方位框架113与所述误差标校平台110固定连接，所述标校平台俯仰框架114固定于所述误差标校平台110的一侧。
在一些较佳的实施例中，陀螺安装固定螺栓115为四个均匀分布在误差标校陀螺20周围的支撑结构。如本领域技术人员所知，陀螺安装固定螺栓115的个数、分布及具体的结构，可根据需求而进行适应性地变化。如采用三个或五个对称支撑结构对误差标校陀螺20进行支撑。
在一些较佳的实施例中，所述数据传输装置130为导电环，所述导电环安装于所述误差标校刚体转台110上。
在一些较佳的实施例中，数据传输装置130采用数据传输线将安装误差标校陀螺20和误差标校上位机35相连。可以理解，数据传输装置130也可采用其他数据传输形式，如wifi模块、zigbee模块、蜂窝移动通讯模块等无线数据传输模块。
在一些较佳的实施例中，所述陀螺安装误差标校系统还包括误差标校刚体支撑框架160，所述误差标校刚体支撑框架160的两端分别与所述标校平台方位上支撑框架112及所述误差标校刚体转台120固定连接。
请参阅图4，所述误差标校上位机140为计算机，所述计算机包括图形显示单元，所述图像显示单元用于显示所述误差标校陀螺150的速度信息，并根据所述速度信息建立所述误差解算坐标系，所述误差解算坐标系包括陀螺基准坐标系27、陀螺误差坐标系28和误差旋转角度26，所述误差旋转角度为陀螺基准坐标系27与所述陀螺误差坐标系28之间的角度，当所述误差标校陀螺与误差标校平台之间安装存在误差时，所述图形显示单元中的陀螺基准坐标系和陀螺误差坐标系不重合，并根据所述误差旋转角度，所述图像显示单元显示调整方向，操作者通过旋转所述陀螺安装固定螺栓调节陀螺安装误差。
可以理解，操作者根据图像显示单元显示调整方向通过旋转误差标校陀螺150安装固定螺栓115调节陀螺安装误差，误差标校刚体转台120再次匀速旋转，显示螺栓115调整方向，直到陀螺安装误差达到安装指标为止，对陀螺安装固定螺栓11进行胶固，如此操作后即完成了平台与陀螺之间的安装误差标校工作。
在一些较佳的实施例中，所述陀螺基准坐标系27包括陀螺基准坐标系XYZ方位轴21、陀螺误差坐标系XYZ俯仰轴22及陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴23；所述陀螺误差坐标系28包括陀螺误差坐标系X1Y1Z方位轴24、陀螺误差坐标系X1Y1Z俯仰轴25、陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴23。
本发明提供的陀螺安装误差标校系统，当所述误差标校平台通电后，所述误差标校平台转动并带动所述误差标校刚体转台匀速转动，所述误差标校刚体转台带动所述误差标校陀螺转动，所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机，所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校，从而能够实现精确且快速地补偿。
实施例2
请参阅图5，本发明实施例2提供了一种所述的陀螺安装误差标校系统的标校方法，包括下述步骤：
步骤S110：对所述误差标校平台110进行通电，所述误差标校平台110转动并带动所述误差标校刚体转台120匀速转动，所述误差标校刚体转台120带动所述误差标校陀螺150转动；
步骤S120：所述误差标校陀螺150的速度信息通过所述数据传输装置130传输至所述误差标校上位机140；
步骤S130：所述误差标校上位机140根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺150安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺150的安装误差进行标校；
具体地，所述误差标校上位机为计算机，所述计算机包括图形显示单元，所述图像显示单元用于显示所述误差标校陀螺150的速度信息，并根据所述速度信息建立所述误差解算坐标系，所述误差解算坐标系包括陀螺基准坐标系27、陀螺误差坐标系28和误差旋转角度26，所述误差旋转角度26为陀螺基准坐标系27与所述陀螺误差坐标系28之间的角度，当所述误差标校陀螺150与误差标校平台110之间安装存在误差时，所述图形显示单元中的陀螺基准坐标系和陀螺误差坐标系不重合，并根据所述误差旋转角度，所述图像显示单元显示调整方向，操作者通过旋转所述陀螺安装固定螺栓调节陀螺安装误差。
步骤S140：重复上述步骤，若所述误差标校陀螺150的安装误差小于5％，则标校完成；若否，重复上述步骤。
可以理解，操作者根据图像显示单元显示调整方向通过旋转误差标校陀螺150安装固定螺栓115调节陀螺安装误差，误差标校刚体转台120再次匀速旋转，显示螺栓115调整方向，直到陀螺安装误差达到安装指标为止，对陀螺安装固定螺栓11进行胶固，如此操作后即完成了平台与陀螺之间的安装误差标校工作。
本发明提供的陀螺安装误差标校方法，当所述误差标校平台通电后，所述误差标校平台转动并带动所述误差标校刚体转台匀速转动，所述误差标校刚体转台带动所述误差标校陀螺转动，所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机，所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校，从而能够实现精确且快速地补偿。
当然本发明的陀螺安装误差标校系统还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (7)

1.一种陀螺安装误差标校系统，其特征在于，包括：误差标校平台、误差标校刚体转台、数据传输装置及误差标校上位机，所述误差标校平台上安装有误差标校陀螺，所述误差标校平台与所述误差标校刚体转台固定连接，所述误差标校陀螺与所述数据传输装置信号连接，所述数据传输装置与所述误差标校上位机信号连接，其中：
当所述误差标校平台通电后，所述误差标校刚体转台转动并带动所述误差标校平台匀速转动，所述误差标校平台带动所述误差标校陀螺转动，所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机，所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校；
所述误差标校上位机为计算机，所述计算机包括图像显示单元，所述图像显示单元用于显示所述误差标校陀螺的速度信息，并根据所述速度信息建立误差解算坐标系，所述误差解算坐标系包括陀螺基准坐标系、陀螺误差坐标系和误差旋转角度，所述误差旋转角度为陀螺基准坐标系与所述陀螺误差坐标系之间的角度，当所述误差标校陀螺与误差标校平台之间安装存在误差时，所述图像显示单元中的陀螺基准坐标系和陀螺误差坐标系不重合，并根据所述误差旋转角度，所述图像显示单元显示调整方向，操作者通过旋转陀螺安装固定螺栓调节陀螺安装误差。
2.如权利要求1所述的陀螺安装误差标校系统，其特征在于，所述误差标校平台还包括陀螺安装固定螺栓、标校平台方位上支撑框架、标校平台方位框架及标校平台俯仰框架，所述误差标校陀螺通过所述陀螺安装固定螺栓固定于所述标校平台方位上支撑框架上，所述标校平台方位上支撑框架通过所述标校平台方位框架与所述误差标校平台固定连接，所述标校平台俯仰框架固定于所述误差标校平台的一侧。
3.如权利要求1所述的陀螺安装误差标校系统，其特征在于，所述数据传输装置为导电环，所述导电环安装于所述误差标校刚体转台上。
4.如权利要求2所述的陀螺安装误差标校系统，其特征在于，所述陀螺安装误差标校系统还包括误差标校刚体支撑框架，所述误差标校刚体支撑框架的两端分别与所述标校平台方位上支撑框架及所述误差标校刚体转台固定连接。
5.如权利要求4所述的陀螺安装误差标校系统，其特征在于，所述陀螺基准坐标系包括陀螺基准坐标系XYZ方位轴、陀螺误差坐标系XYZ俯仰轴及陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴；所述陀螺误差坐标系包括陀螺误差坐标系X1Y1Z方位轴、陀螺误差坐标系X1Y1Z俯仰轴、陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴。
6.一种如权利要求1至5任一项所述的陀螺安装误差标校系统的标校方法，其特征在于，包括下述步骤：
对所述误差标校平台进行通电，所述误差标校刚体转台转动并带动所述误差标校平台匀速转动，所述误差标校平台带动所述误差标校陀螺转动；
所述误差标校陀螺的速度信息通过所述数据传输装置传输至所述误差标校上位机；
所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校；
重复上述步骤，若所述误差标校陀螺的安装误差小于5％，则标校完成；若否，重复上述步骤；
所述误差标校上位机根据所述速度信息显示所述误差标校陀螺安装误差角度值，并根据所述安装误差角度值对所述误差标校陀螺的安装误差进行标校，具体为；
计算机包括图像显示单元，所述图像显示单元用于显示所述误差标校陀螺的速度信息，并根据所述速度信息建立误差解算坐标系，所述误差解算坐标系包括陀螺基准坐标系、陀螺误差坐标系和误差旋转角度，所述误差旋转角度为陀螺基准坐标系与所述陀螺误差坐标系之间的角度，当所述误差标校陀螺与误差标校平台之间安装存在误差时，所述图像显示单元中的陀螺基准坐标系和陀螺误差坐标系不重合，并根据所述误差旋转角度，所述图像显示单元显示调整方向，操作者通过旋转所述陀螺安装固定螺栓调节陀螺安装误差。
7.如权利要求6所述的陀螺安装误差标校系统的标校方法，其特征在于，所述陀螺基准坐标系包括陀螺基准坐标系XYZ方位轴、陀螺误差坐标系XYZ俯仰轴及陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴；所述陀螺误差坐标系包括陀螺误差坐标系X1Y1Z方位轴、陀螺误差坐标系X1Y1Z俯仰轴、陀螺误差坐标系X1Y1Z/基准坐标系XYZ滚转轴。
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