CN112013879A - 一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台，包括U型底座，所述U型底座内侧上端设有台面，台面两端分别连接有左主轴和右主轴，左主轴上套装有置于U型底座左端内部的座轴承组件和测角组件；所述右主轴上套装有置于U型底座右端内部的右轴承组件和蜗轮，蜗轮下端与调整组件内的蜗杆啮合连接。该手动惯导测试转台合理有效地解决现有惯导测试转台定位后存在抖动，自身定位灵敏性不高、满足不了高精度惯组、陀螺和加速度计的测试和标定需要的问题，具有结构紧凑、占用空间少、灵敏度高的特点。

Description

一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台

技术领域

本发明涉及一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台。

背景技术

转台在惯性测试领域很常见，它是标定惯组、陀螺和加速度计等惯性器件的重要设备，传统惯导测试转台一般通过直流力矩电机驱动、编码器或者圆光栅作为角度传感器、采用PID算法控制，所以转台走位置过程中，因为PID算法是闭环控制的，到达位置后转台会存在微小的抖动，而这对于有些惯性元器件测试是需要避免的；考虑该缺点，现有技术惯导测试转台有些也是手动驱动的，但是他们存在灵敏度不高、调节不方便等确定，这严重制约着惯性器件的发展。

发明内容

本发明其目的就在于提供一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台，解决了现有惯导测试转台定位后存在抖动，自身定位灵敏性不高、满足不了高精度惯组、陀螺和加速度计的测试和标定需要的问题。

为实现上述目的而采取的技术方案是，一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台，包括U型底座，所述U型底座内侧上端设有台面，台面两端分别连接有左主轴和右主轴，左主轴上套装有置于U型底座左端内部的座轴承组件和测角组件；所述右主轴上套装有置于U型底座右端内部的右轴承组件和蜗轮，蜗轮下端与调整组件内的蜗杆啮合连接，所述调整组件置于U型底座右端内部，调整组件包括有蜗杆，蜗杆的一端固定套装有从动锥齿轮，从动锥齿轮的一侧啮合有主动锥齿轮，主动锥齿轮上固定连接有粗调手柄；所述蜗杆的另一端固定套装有微调蜗轮，微调蜗轮的一侧啮合有微调蜗杆，微调蜗杆上固定连接有微调手轮；所述微调蜗轮的一侧还设有固定套装在蜗杆上的固定齿盘，固定齿盘的一侧设有活动套装在蜗杆上的活动齿盘，活动齿盘经弹簧支撑在U型底座内，活动齿盘的一侧设有置于蜗杆端部的连接板，连接板外侧设有凸轮手柄，所述凸轮手柄、连接板以及活动齿盘之间经拔销轴向固定串接在一起。

进一步，所述拔销的端部经螺纹副与活动齿盘固定连接，连接板置于U型底座外侧，控制连接板外侧的凸轮手柄轴向移动连接板和活动齿盘，进一步控制活动齿盘与固定齿盘之间的啮合与分离，在活动齿盘与固定齿盘之间完全啮合时，连接板与U型底座接触并贴合，活动齿盘与固定齿盘之间啮合断开时，连接板与U型底座不接触。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

1.本发明合理有效地解决了现有惯导测试转台定位后存在抖动或者灵敏性差的问题；

2.本发明结构设计紧凑、占用空间少，调整组件中具有实现粗调和微调功能的配合使用、灵敏度高，具有操作简单、方便、灵活、快捷的特点。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明的整体结构正向内部结构图；

图2为本发明的侧向结构内部结构图；

图3为本发明的调整组件内部结构图；

图中所示：1-U型底座、2-测角组件、3-左轴承组件、4-左主轴、5-台面、6-右主轴、7-右轴承组件、8-蜗轮、9-蜗杆、10-主动锥齿轮、11-从动锥齿轮、12-粗调手轮、13-活动齿盘、14-固定齿盘、15-微调蜗轮、16-微调蜗杆、17-微调手轮、18-弹簧、19-凸轮手轮、20-连接板、21-拔销、22-调整组件。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述。

一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台，包括U型底座1，如图1-图3所示，所述U型底座1内侧上端设有台面5，台面5两端分别连接有左主轴4和右主轴6，左主轴4上套装有置于U型底座1左端内部的座轴承组件3和测角组件2；所述右主轴6上套装有置于U型底座1右端内部的右轴承组件7和蜗轮8，蜗轮8下端与调整组件22内的蜗杆9啮合连接，所述调整组件22置于U型底座1右端内部，调整组件22包括有蜗杆9，蜗杆9的一端固定套装有从动锥齿轮11，从动锥齿轮11的一侧啮合有主动锥齿轮10，主动锥齿轮10上固定连接有粗调手柄12；所述蜗杆9的另一端固定套装有微调蜗轮15，微调蜗轮15的一侧啮合有微调蜗杆16，微调蜗杆16上固定连接有微调手轮17；所述微调蜗轮15的一侧还设有固定套装在蜗杆9上的固定齿盘14，固定齿盘14的一侧设有活动套装在蜗杆9上的活动齿盘13，活动齿盘13经弹簧18支撑在U型底座1内，活动齿盘13的一侧设有置于蜗杆9端部的连接板20，连接板20外侧设有凸轮手柄19，所述凸轮手柄19、连接板20以及活动齿盘13之间经拔销21轴向固定串接在一起。

所述拔销21的端部经螺纹副与活动齿盘13固定连接，连接板20置于U型底座1外侧，控制连接板20外侧的凸轮手柄21轴向移动连接板20和活动齿盘13，进一步控制活动齿盘13与固定齿盘14之间的啮合与分离，在活动齿盘13与固定齿盘14之间完全啮合时，连接板20与U型底座1接触并贴合，活动齿盘13与固定齿盘14之间啮合断开时，连接板20与U型底座1不接触。

本发明中，所述活动齿盘13、固定齿盘14、弹簧18、凸轮手柄19、连接板20、拔销21构成本手动惯导测试转台的锁紧装置。

本发明采用手动拨动手轮来驱动惯导测试转台轴系，U型底座1是驱动惯导测试转台其它零部件的安装载体，U型底座1通过地脚螺栓固定在地基上，U型底座1采用U型框结构形式，轴系分为左轴系和右轴系，左轴系由左轴承组件3和左主轴4组成，右轴系由右轴承组件7和右主轴6组成；台面5的左右两端分别连接左右轴系，当轴系回转时会带动台面5上的待测负载运动；在左轴系上安装有测角组件2，测角组件2作为角度传感器可以反馈轴系角位置状态；右轴系上安装有调整组件22，调整组件22具有微调和粗调功能；

所述的调整组件22为实现粗调功能，采用两级传动，分别为由主动锥齿轮10和从动锥齿轮11组成的第一级传动机构，第一级传动机构主要起换向作用，粗调手轮12和主动锥齿轮10连接，通过粗调手轮12的驱动主动锥齿轮10的运动，最终转换成从动锥齿轮11的运动；第二级传动机构采用蜗轮蜗杆机构，蜗杆9与从动锥齿轮11连接，蜗杆9随着从动锥齿轮11以相同速度回转，蜗轮8与右主轴6刚性连接，通过蜗杆9的运动驱动右主轴6的运动；第二级传动蜗杆的类型为阿基米德圆柱蜗杆，其蜗杆头数为1，传动比为1:100，第一级传动主轴起换向作用，传动比为1。

本发明为实现微调功能同样采用了二级传动，第一级传动采用蜗轮蜗杆机构，蜗杆头数为1，传动比为1:32，第二传动采用为粗调功能使用的第二级传动机构，蜗杆头数为1，传动比为1:100；微调蜗轮15与蜗杆9连接，微调蜗杆16与微调手轮17连接，通过微调手轮17的转动驱动微调蜗杆16，微调蜗杆16驱动微调蜗轮15，利用微调蜗轮15的转动进而实现蜗杆9的转动，最终实现右主轴6的转动；所述的测角组件2安装于左主轴4上，作为本手动惯导测试转台的角度传感器。

本发明实现锁紧功能是通过旋转凸轮手轮19控制活动齿盘13和固定齿盘14啮合和断开来实现的，蜗杆9将被约束旋转自由度，手动惯导测试转台轴系将被锁住；所述凸轮手轮19通过拔销21和连接板20连接，活动齿盘13上有和拔销21配合的螺纹孔，与拔销21上的外螺纹构成螺纹副，当凸轮手轮19转动时，能够将活动齿盘13沿蜗杆9的轴向方向运动，实现活动齿盘13和固定齿盘14的啮合与分离；所述弹簧18安装在活动齿盘13和U型底座1之间，起支撑作用；通过调整拔销21的旋入螺纹长度，使活动齿盘13和固定齿盘14啮合时连接板20和U型底座1接触、贴合，从而在外力作用下使蜗杆9不能沿轴线回转；通过调整拔销21的旋入螺纹长度，使活动齿盘13和固定齿盘14啮合断开时连接板20和U型底座1不接触，通过微调手轮17和粗调手轮12的外力作用实现高灵敏性的手动惯导测试转台微调和粗调。

本发明的工作原理是：

1、开启惯导测试转台粗调模式：将凸轮手柄19顺时针转动，使凸轮手柄19转至水平方向，活动齿盘13和固定齿盘14分离，释放蜗杆9沿轴线转动自由度，转动粗调手轮12，通过锥齿轮的减速和变向作用，带动蜗杆9的转动，蜗杆9带动蜗轮8的转动，蜗轮8和主轴连接，最终将粗调手轮12的运动转换成惯导测试转台主轴的回转运动，完成惯导测试转台的初步定位；

2、开启惯导测试转台的微调模式：由于粗调模式的灵敏度不高，不能实现高精度惯性元器件的测试和标定，转动微调手轮17，微调手轮17带动微调蜗杆16运动，微调蜗杆16和微调蜗轮15配合，微调蜗轮15将沿轴线回转，微调蜗轮15和蜗杆9连接，进而蜗杆9也将转动，蜗杆9带动蜗轮8的转动，蜗轮8和主轴连接，最终将微调手轮17的运动转换成手动惯导测试转台主轴的回转运动，完成惯导测试转台的最终定位，定位精度能够达到±1″；

3、粗调采用一级蜗杆蜗轮传动，几何参数如下：

蜗杆类型：阿基米德圆柱蜗杆

蜗杆头数：1

传动比：1:100

微调也采用蜗杆蜗轮传动

蜗杆头数：1

传动比：1:32

微调总传动比为1:3200，1°=3600″，当微调手轮17转动0.9°的角度时，内环轴将产生1″的变化，而通过手动回转微调手轮0.9度是很容易实现的，所以本惯导测试转台具有很高的灵敏性；

4、数显显示轴系角度位置，转动粗调手轮12到达指定位置后，微调手轮17的转动将作为驱动主轴动力，转台配备有测角组件2，通过测角组件2的反馈位置进行惯导测试转台的最终定位，最终定位可以通过和惯导测试转台的配套的数显电箱显示。

5、防止误操作，锁紧主轴：活动齿盘13和固定齿盘14啮合，通过拔销21的螺纹旋入长度控制凸轮手柄19和U型底座1的贴合，回转轴系不能在外力作用下驱动，完成惯导测试转台的锁紧。

本发明在具体实施时，首先将锁紧手动惯导测试转台轴系的锁紧装置打开：将凸轮手轮19顺时针转动，活动齿盘13将向左运动，已经啮合好的活动齿盘13和固定齿盘14将断开，主轴不在锁紧，可以在外力作用下，通过旋转粗调手轮12和微调手轮17回转；

再粗调手动惯导测试转台定位精度，实现转台初步定位：用手转动粗调手轮12和粗调手轮12连在一起的主动锥齿轮10将以相同速度运动，随后与主动锥齿轮10啮合的从动锥齿轮11将运动，运动方向转变90度，实现粗调功能的第一级传动；从动锥齿轮11将带着蜗杆9运动，蜗杆9驱动与之配合的蜗轮8，蜗轮8将在左轴承组件3的配合下驱动右主轴6，右主轴6和左主轴4通过台面利用螺钉连接在一起，从而左主轴4也将和右主轴6一起运动，安装在左主轴4上的测角组件2将实时输出角位置，实现手动惯导测试转台初步定位；

初步定位后通过精调手动惯导测试转台定位精度，实现转台最终定位：用手转动微调手轮17和微调手轮17连接的微调蜗杆16将一起运动，微调蜗杆16将驱动微调蜗轮15，实现微调功能的第一级传动；微调蜗轮15通过键槽和蜗杆9连接，微调蜗轮15的回转也将带动蜗杆9的同速率回转，蜗杆9驱动与之配合的蜗轮8，实现微调功能的第二级传动；蜗轮8将在左轴承组件3的配合下驱动右主轴6，右主轴6和左主轴4通过台面利用螺钉连接在一起，从而左主轴4也将和右主轴6一起运动，安装在左主轴4上的测角组件2将实时输出角位置，实现手动惯导测试转台精确定位。

最后锁紧手动惯导测试转台主轴的锁紧装置：将凸轮手轮19逆时针转动，活动齿盘13将向右运动，已经断开啮合的活动齿盘13和固定齿盘14将啮合，此处连接板20也将和底座1贴合，轴系不能在外力作用下运动，主轴将锁紧。

本发明利用粗调和微调结构，实现了惯导测试转台高灵敏性功能，转台转到相应位置后，转台不会存在抖动现象，可以应用于高精度惯组、陀螺和加速度计的测试和标定；还有轴系锁紧装置，当转台完成测试任务后可以通过锁紧装置的开启完成轴系的自锁；总体设计科学合理，操作简单、方便、灵活、快捷，克服了现有技术的不足。

Claims (2)

1.一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台，包括U型底座（1），其特征在于，所述U型底座（1）内侧上端设有台面（5），台面（5）两端分别连接有左主轴（4）和右主轴（6），左主轴（4）上套装有置于U型底座（1）左端内部的座轴承组件（3）和测角组件（2）；所述右主轴（6）上套装有置于U型底座（1）右端内部的右轴承组件（7）和蜗轮（8），蜗轮（8）下端与调整组件（22）内的蜗杆（9）啮合连接，所述调整组件（22）置于U型底座（1）右端内部，调整组件（22）包括有蜗杆（9），蜗杆（9）的一端固定套装有从动锥齿轮（11），从动锥齿轮（11）的一侧啮合有主动锥齿轮（10），主动锥齿轮（10）上固定连接有粗调手柄（12）；所述蜗杆（9）的另一端固定套装有微调蜗轮（15），微调蜗轮（15）的一侧啮合有微调蜗杆（16），微调蜗杆（16）上固定连接有微调手轮（17）；所述微调蜗轮（15）的一侧还设有固定套装在蜗杆（9）上的固定齿盘（14），固定齿盘（14）的一侧设有活动套装在蜗杆（9）上的活动齿盘（13），活动齿盘（13）经弹簧（18）支撑在U型底座（1）内，活动齿盘（13）的一侧设有置于蜗杆（9）端部的连接板（20），连接板（20）外侧设有凸轮手柄（19），所述凸轮手柄（19）、连接板（20）以及活动齿盘（13）之间经拔销（21）轴向固定串接在一起。

2.根据权利要求1所述的一种具有高灵敏性的手动惯导测试转台，其特征在于，所述拔销（21）的端部经螺纹副与活动齿盘（13）固定连接，连接板（20）置于U型底座（1）外侧，控制连接板（20）外侧的凸轮手柄（21）轴向移动连接板（20）和活动齿盘（13），进一步控制活动齿盘（13）与固定齿盘（14）之间的啮合与分离，在活动齿盘（13）与固定齿盘（14）之间完全啮合时，连接板（20）与U型底座（1）接触并贴合，活动齿盘（13）与固定齿盘（14）之间啮合断开时，连接板（20）与U型底座（1）不接触。

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