CN112833868A - 电子罗盘标定工装 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电子罗盘标定工装。电子罗盘标定工装包括：底座；Z轴转动件，设置于底座上，可绕Z轴旋转；Z轴角度模块，用于确定Z轴转动件相对底座绕Z轴旋转的角度；X轴固定件，设置于Z轴转动件上；X轴转动件，设置于X轴固定件上，可绕X轴旋转；X轴角度模块，用于确定X轴转动件相对X轴固定件绕X轴旋转的角度；Y轴固定件，设置于X轴转动件上；Y轴转动件，设置于Y轴固定件，可绕Y轴旋转；Y轴角度模块，用于确定Y轴转动件相对Y轴固定件绕Y轴旋转的角度。本公开的电子罗盘标定工装可精准模拟设备的各种姿态，提高标定的精度。

Description

电子罗盘标定工装

技术领域

本公开属于标定设备领域，尤其涉及一种电子罗盘标定工装。

背景技术

电子罗盘一种导航工具，可通过测量地球磁场实现定向导航，实时提供设备的姿态数据及航向数据。电子罗盘安装在设备之前，需进行标定，使电子罗盘的姿态变化与设备的姿态变化进行统一，通过读取电子罗盘的姿态变化信号来实时掌握设备的姿态变化，以满足设备在不同使用环境的需求。

现有的对电子罗盘进行标定的方法：使用手工绘制角度基准线，操作人员用手握持电子罗盘模块，人工对正绘制的角度基准线，模拟设备的翻转、俯仰等动作，进行各项标定步骤。人工操作带来角度对位的偏差和晃动影响最终的标定结果。

发明内容

本公开旨在提出一种电子罗盘标定工装，减少人工操作带来的误差，提升电子罗盘标定准确度。

本公开提供一种电子罗盘标定工装，包括：底座；Z轴转动件，设置于所述底座上，可绕Z轴旋转；Z轴角度模块，用于确定所述Z轴转动件相对所述底座绕Z轴旋转的角度；X轴固定件，设置于所述Z轴转动件上；X轴转动件，设置于所述X轴固定件上，可绕X轴旋转；X轴角度模块，用于确定所述X轴转动件相对所述X轴固定件绕X轴旋转的角度；Y轴固定件，设置于所述X轴转动件上；Y轴转动件，设置于所述Y轴固定件，可绕Y轴旋转，用于固定电子罗盘；Y轴角度模块，用于确定所述Y轴转动件相对所述Y轴固定件绕Y轴旋转的角度。

根据本发明的一些实施例，所述Z轴角度模块包括：刻度盘，设置于所述底座的上表面；指针，设置于所述Z轴转动件上，指向所述刻度盘。

根据本发明的一些实施例，所述X轴角度模块包括：多个第一刻度孔，设置于所述X轴转动件上，多个所述第一刻度孔以第一预设间隔角度绕所述X轴转动件的旋转轴圆弧状布置；第二刻度孔，设置于所述X轴固定件上，与所述第一刻度孔相对。

根据本发明的一些实施例，所述第二刻度孔的数量为多个，多个所述第二刻度孔以第二预设间隔角度绕所述X轴转动件的旋转轴圆弧状布置。

根据本发明的一些实施例，所述X轴角度模块还包括第一销钉，所述第一销钉穿入所述第一刻度孔和第二刻度孔。

根据本发明的一些实施例，所述Y轴角度模块包括：多个第三刻度孔，设置于所述Y轴转动件上，多个所述第三刻度孔以第三预设间隔角度绕所述Y轴转动件的旋转轴圆弧状布置；第四刻度孔，设置于所述Y轴固定件上，与所述第三刻度孔相对。

根据本发明的一些实施例，所述第四刻度孔的数量为多个，多个所述第四刻度孔以第四预设间隔角度绕所述Y轴转动件的旋转轴圆弧状布置。

根据本发明的一些实施例，所述Y轴角度模块还包括第二销钉，所述第二销钉穿入所述第三刻度孔和第四刻度孔。

根据本发明的一些实施例，所述X轴固定件包括第一X轴固定件和第二X轴固定件，所述第一X轴固定件和第二X轴固定件相对的设置于所述Z轴转动件上；所述X轴转动件包括第一X轴转动件、连接板和第二X轴转动件，所述第一X轴转动件和第二X轴转动件分别设置在所述连接板的两侧，所述第一X轴转动件可绕X轴旋转的设置于所述第一X轴固定件上，所述第二X轴转动件可绕X轴旋转的设置于所述第二X轴固定件上；所述Y轴固定件连接所述连接板。

根据本发明的一些实施例，所述电子罗盘标定工装的材质为非磁性材料。

本公开的电子罗盘标定工装，实现X轴、Y轴、Z轴的旋转，可模拟安装电子罗盘的设备的多种姿态，便于对电子罗盘进行标定；减少人工操作带来的误差，提高电子罗盘标定的准确性；结构简单，操作方便。

附图说明

图1是本公开实施例电子罗盘工装的示意图；

图2是本公开实施例Z轴角度模块的示意图；

图3是本公开实施例第一刻度孔的示意图；

图4是本公开实施例第二刻度孔的示意图；

图5是本公开实施例Y轴角度模块的示意图；

图6是本公开实施例电子罗盘安装在电子罗盘工装的示意图；

图7是本公开实施例电子罗盘工装的剖视图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的工装或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本公开的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本公开提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本公开的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

如图1所示，本公开的实施例提供一种电子罗盘标定工装100。电子罗盘标定工装100包括：底座1、Z轴转动件2、Z轴角度模块3、X轴固定件4、X轴转动件5、X轴角度模块6、Y轴固定件7、Y轴转动件8和Y轴角度模块9。将电池罗盘固定在Y轴转动件8上，电子罗盘标定工装100可实现X轴、Y轴和Z轴的旋转，模拟安装有电子罗盘的设备的运行姿态，满足电子罗盘标定的要求。

底座1位于电子罗盘标定工装100的最下端，为其他各个部件提供支撑。底座1的下表面设有多个支腿，便于放置电子罗盘标定工装100。Z轴转动件2通过第一转轴21设置于底座1上，位于底座1的上方。Z轴转动件2可绕Z轴旋转。Z轴角度模块3用于确定Z轴转动件2相对底座1绕Z轴旋转的角度。

如图2所示，根据本公开一个可选的技术方案，Z轴角度模块3包括刻度盘31和指针32。刻度盘31上设有沿圆周设置的360°角度刻度。本实施例中，刻度盘31设置于底座1的上表面，第一转轴21位于刻度盘31的中心。指针32设置于Z轴转动件2上，指针32指向刻度盘31。Z轴转动件2旋转的起始点为刻度盘31的0°刻度处。Z轴转动件2绕Z轴旋转时，Z轴转动件2带动指针32旋转，指针32指向的刻度即为Z轴转动件2旋转的角度。另一种方案中，刻度盘可设置在Z轴转动件2上，指针设置在底座1上，通过刻度盘和指针的配合，也可实现确定Z轴转动件2相对底座1绕Z轴旋转的角度。

本实施例中，底座1的上表面上设有安装刻度盘31的槽，刻度盘31设置在底座1的槽中。可选地，刻度盘31也可与底座1一体成型，将刻度盘的刻度雕刻或画在底座1的上表面。

如图1所示，X轴固定件4固定设置于Z轴转动件2上，Z轴转动件2可带动X轴固定件4旋转。X轴转动件5通过转轴设置于X轴固定件4上，X轴转动件5可绕X轴旋转。

根据本公开一个可选的技术方案，X轴固定件4包括第一X轴固定件41和第二X轴固定件42。Z轴转动件2对称的两侧分别向外延伸出凸起，第一X轴固定件41和第二X轴固定件42分别设置在两个凸起上，实现第一X轴固定件41和第二X轴固定件42相对设置。

X轴转动件5包括第一X轴转动件51、连接板53和第二X轴转动件52。第一X轴转动件51和第二X轴转动件52分别设置在连接板53的两侧。第一X轴转动件51和第二X轴转动件52的高度大于连接板53的高度。第一X轴转动件51、第二X轴转动件52和连接板53的底面平齐，使得X轴转动件5近似为U形。第一X轴转动件51通过第二转轴511可旋转的设置于第一X轴固定件41上，实现第一X轴转动件51可绕X轴旋转。第二X轴转动件52通过第三转轴521可旋转的设置于第二X轴固定件42上，实现第二X轴转动件52可绕X轴旋转。

X轴角度模块6用于确定X轴转动件5相对X轴固定件4绕X轴旋转的角度。

如图3和图4所示，根据本公开一个可选的技术方案，X轴角度模块6包括第一刻度孔61和第二刻度孔62。第一刻度孔61的数量为多个。多个第一刻度孔61设置于X轴转动件5上，以第一预设间隔角度绕X轴转动件5的旋转轴圆弧状布置。本实施例中，第一预设间隔角度为10°。X轴转动件5上设有每个第一刻度孔61相应的刻度。X轴转动件5不旋转时，X轴转动件5的旋转轴正下方的第一刻度孔为0°第一刻度孔，由0°第一刻度孔向两侧第一刻度孔的角度逐渐增加至40°。本实施例中，第一X轴转动件51和第二X轴转动件52上均设有第一刻度孔61。

第二刻度孔62设置于X轴固定件4上，第二刻度孔62的位置与第一刻度孔61相对。旋转X轴转动件5，以第二刻度孔62为基准孔，通过第二刻度孔62和与第二刻度孔62对应的第一刻度孔61可确定X轴转动件5的旋转角度。

可选地，第二刻度孔62的数量为多个，多个第二刻度孔62以第二预设间隔角度绕X轴转动件5的旋转轴圆弧状布置。本实施例中，第二预设间隔角度为15°。X轴转动件5的旋转轴正下方的第二刻度孔为0°第二刻度孔。在0°第二刻度孔两侧分别设置一个15°第二刻度孔。若以0°第二刻度孔为基准孔，确定X轴转动件5的旋转角度，则与基准孔对应的第一刻度孔61所对应的的角度即为X轴转动件5的旋转角度。若以15°第二刻度孔为基准孔，确定X轴转动件5的旋转角度，则与基准孔对应的第一刻度孔61所对应的角度增加或减少15°为X轴转动件5的旋转角度。例如，以左侧的15°第二刻度孔62为基准孔，X轴转动件5向左旋转至30°的第一刻度孔61与基准孔对应，则X轴转动件5向左旋转的角度为45°。设置多个第二刻度孔62，为X轴转动件5的旋转提供更多的旋转角度。

X轴角度模块6还包括第一销钉63。X轴转动件5旋转到所需位置后，将第一销钉63穿入第一刻度孔61和第二刻度孔62，使X轴转动件5保持相应的旋转角度，便于对电子罗盘进行标定。

如图1所示，Y轴固定件7设置于X轴转动件5上，X轴转动件5可带动Y轴固定件7旋转。可选地，Y轴固定件7设置于X轴转动件5的连接板53上。Y轴转动件8通过第四转轴81可旋转的设置于Y轴固定件上。Y轴转动件8可绕Y轴旋转，用于固定电子罗盘。本实施例中，Y轴转动件8靠近边缘的四个角落处分别设有连接孔82，连接孔82用于固定安装电子罗盘。

Y轴角度模块9用于确定Y轴转动件8相对Y轴固定件7绕Y轴旋转的角度。

如图5所示，根据本公开一个可选的技术方案，Y轴角度模块9包括第三刻度孔91和第四刻度孔92。第三刻度孔91的数量为多个。多个第三刻度孔91设置在Y轴转动件8上，以第三预设间隔角度绕Y轴转动件8的旋转轴圆弧状布置。Y轴转动件8上刻有每个第三刻度孔91相应的角度。本实施例中，第三预设间隔角度为10°。Y轴转动件8不旋转时，Y轴转动件8的旋转轴正上方的第三刻度孔91为0°第三刻度孔。由0°第三刻度孔向两侧，第三刻度孔对应的角度逐渐增加。本实施例中，第三刻度孔是角度由0°逐渐增加至50°。

第四刻度孔92设置于Y轴固定件7上，第四刻度孔92的位置与第三刻度孔91相对。旋转Y轴转动件8，以第四刻度孔92为基准孔，通过第四刻度孔92和与第四刻度孔92相对的第三刻度孔91可确定Y轴转动件8的旋转角度。

可选地，第四刻度孔92的数量为多个，多个第四刻度孔92以第四预设间隔角度绕Y轴转动件8的旋转轴圆弧状布置。本实施例中，第四预设间隔角度为5°，Y轴固定件7上刻有每个第四刻度孔92对应的角度。以Y轴转动件8的旋转轴正上方的第四刻度孔92为0°第四刻度孔。在0°第四刻度孔的两侧分别设置一个5°第四刻度孔。Y轴转动件8旋转时，若以0°第四刻度孔为基准孔确定Y轴转动件8的旋转角度，则与0°第四刻度孔对应的第三刻度孔所对应角度为Y轴转动件8的旋转角度。若以其中一个5°第四刻度孔为基准孔确定Y轴转动件8的旋转角度，则与基准孔对应的第三刻度孔所对应角度增加或减少5°为Y轴转动件8的旋转角度。例如，以右侧的5°第四刻度孔为基准孔，向右旋转Y轴转动件8至20°第三刻度孔与基准孔相对，则Y轴转动件8向右旋转的角度为25°。设置多个第四刻度孔92，为Y轴转动件8的旋转提供更多的旋转角度。

Y轴角度模块9还包括第二销钉93。Y轴转动件8旋转到所需位置后，将第二销钉93穿入第三刻度孔91和第四刻度孔92，使Y轴转动件8保持相应的旋转角度，便于对电子罗盘进行标定。

如图6所示，电子罗盘200通过连接孔82固定在Y轴转动件8上。以安装电子罗盘200的设备为水下滑翔机为例：Y轴转动件8绕Y轴的双向旋转，可模拟水下滑翔机在水中的翻滚姿态；Y轴固定件7设置于X轴转动件5上，X轴转动件5绕X轴的双向旋转，可模拟水下滑翔机在水中的俯仰姿态；X轴固定件4设置于Z轴转动件2上，Z轴转动件2绕Z轴的360°旋转，可模拟水下滑翔机在水中任意航向的状态。进行电子罗盘200的标定时，通过电子罗盘工装100快速、准确的定位“X，Y，Z”三个维度的角度姿态，配合其他标定器件和软件实现高精度的标定作业，精准模拟水下滑翔机实际运行时的姿态，满足水下滑翔机航向的高精度控制的要求。

如图7所示，根据本公开一个可选的技术方案，电子罗盘标定工装100各个部件的材质为非磁性材料。如第一转轴21、第二转轴511、第三转轴521、第四转轴81均为铜轴，与各个转轴配合的轴承选用陶瓷轴承54，第一销钉53和第二销钉93为铝制销钉等。若选用磁性材料，进行标定时，可能对地磁场产生干扰，影响标定结果。

在Z轴转动件2的下表面上设有多个滚轮22，本实施例中的滚轮为全尼龙滚轮。设置滚轮便于Z轴转动件2在底座1上旋转。

本公开的电子罗盘标定工装，结构简单，实现X轴、Y轴、Z轴的旋转，可精准模拟安装电子罗盘的设备的多种姿态，便于对电子罗盘进行标定，提高电子罗盘标定的准确性。不使用本公开的电子罗盘标定工装，电子罗盘标定精度为±3°，使用本申请的电子罗盘标定工装后，电子罗盘标定精度提高至±0.1°。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

最后应说明的是：以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子罗盘标定工装，其特征在于，包括：

底座；

Z轴转动件，设置于所述底座上，可绕Z轴旋转；

Z轴角度模块，用于确定所述Z轴转动件相对所述底座绕Z轴旋转的角度；

X轴固定件，设置于所述Z轴转动件上；

X轴转动件，设置于所述X轴固定件上，可绕X轴旋转；

X轴角度模块，用于确定所述X轴转动件相对所述X轴固定件绕X轴旋转的角度；

Y轴固定件，设置于所述X轴转动件上；

Y轴转动件，设置于所述Y轴固定件，可绕Y轴旋转，用于固定电子罗盘；

Y轴角度模块，用于确定所述Y轴转动件相对所述Y轴固定件绕Y轴旋转的角度。

2.根据权利要求1所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述Z轴角度模块包括：

刻度盘，设置于所述底座的上表面；

指针，设置于所述Z轴转动件上，指向所述刻度盘。

3.根据权利要求1所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述X轴角度模块包括：

多个第一刻度孔，设置于所述X轴转动件上，多个所述第一刻度孔以第一预设间隔角度绕所述X轴转动件的旋转轴圆弧状布置；

第二刻度孔，设置于所述X轴固定件上，与所述第一刻度孔相对。

4.根据权利要求3所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述第二刻度孔的数量为多个，多个所述第二刻度孔以第二预设间隔角度绕所述X轴转动件的旋转轴圆弧状布置。

5.根据权利要求3所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述X轴角度模块还包括第一销钉，所述第一销钉穿入所述第一刻度孔和第二刻度孔。

6.根据权利要求1所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述Y轴角度模块包括：

多个第三刻度孔，设置于所述Y轴转动件上，多个所述第三刻度孔以第三预设间隔角度绕所述Y轴转动件的旋转轴圆弧状布置；

第四刻度孔，设置于所述Y轴固定件上，与所述第三刻度孔相对。

7.根据权利要求6所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述第四刻度孔的数量为多个，多个所述第四刻度孔以第四预设间隔角度绕所述Y轴转动件的旋转轴圆弧状布置。

8.根据权利要求6所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述Y轴角度模块还包括第二销钉，所述第二销钉穿入所述第三刻度孔和第四刻度孔。

9.根据权利要求1所述电子罗盘标定工装，其特征在于，

所述X轴固定件包括第一X轴固定件和第二X轴固定件，所述第一X轴固定件和第二X轴固定件相对的设置于所述Z轴转动件上；

所述X轴转动件包括第一X轴转动件、连接板和第二X轴转动件，所述第一X轴转动件和第二X轴转动件分别设置在所述连接板的两侧，所述第一X轴转动件可绕X轴旋转的设置于所述第一X轴固定件上，所述第二X轴转动件可绕X轴旋转的设置于所述第二X轴固定件上；

所述Y轴固定件连接所述连接板。

10.根据权利要求1所述电子罗盘标定工装，其特征在于，所述电子罗盘标定工装的材质为非磁性材料。

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