CN113804193B - 一种提高旋转机构定位精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高旋转机构定位精度的方法，获取一旋转式惯性导航装置，通过对转位机构和定位机构的安装过程进行改进，使电磁锁在安装过程中，磁头保持与定位盘的齿槽一直处于啮合状态，从而确保定位机构的稳定性，提高旋转式惯性导航装置中定位机构的可靠性，确保台体旋转至某一位置后，在该位置所采集的光纤陀螺信号及加速度计信号的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及一种提高旋转机构定位精度的方法。
背景技术
惯性导航是根据牛顿惯性原理，利用惯性元件(陀螺和加速度计)测量出运载体的加速度，通过积分和运算，便可获得运载体的速度、位置、水平基准和方位基准。
由于陀螺和加速度计都有一定的零偏以及标度因数不稳定性误差，因而其测量值都是有误差的。为了发掘惯性器件的精度潜力，常常将陀螺和加速度计安装在转位定位机构的台体上，其敏感轴均与转位定位机构的台体平行或垂直，利用陀螺和加速度计在转位定位机构的台体不同方位上依次测量出地球自转角速度分量和重力加速度分量，再通过联立解算得到载体三维姿态角，从而形成旋转式惯导。
旋转机构的定位精度是旋转式惯导的主要技术指标之一，现有安装技术往往无法确保定位精度，这就导致台体在某位置进行测量时会因外在因素而造成晃动，继而影响在该位置所采集的光纤陀螺信号及加速度计信号的准确性。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种提高旋转机构定位精度的方法，以解决现有安装技术无法确保旋转式惯性导航装置定位精度的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种提高旋转机构定位精度的方法，首先，获取一旋转式惯性导航装置，所述旋转式惯性导航装置包括转位机构、定位机构和控制机构。其中，转位机构位于定位机构的上方，且定位机构安装在一箱体内，转位机构包括台体和力矩电机，定位机构包括电磁锁和定位盘，在定位盘上设有多个齿槽。
其次，装配转位机构和定位机构具体包括以下步骤：
步骤1）装配台体并确保台体的安装满足技术要求，台体与力矩电机的电机轴同轴线设置，将力矩电机安装在台体下方，并与台体的下侧固定相连，使力矩电机能够带动台体同步转动。
步骤2）圆形的定位盘与力矩电机的电机轴同轴线设置，并将其套设在力矩电机的电机轴下端，使其与电机轴固定相连，定位盘与台体在力矩电机的带动下能够同步转动。
步骤3）将电磁锁的锁头插入定位盘上的齿槽内，并且锁头的轴线垂直于定位盘的轴线，使锁头的外侧与齿槽的内侧贴合，再将电磁锁与箱体固定连接，确保电磁锁的锁头在控制机构的控制下能够与齿槽啮合定位。
控制结构包括转位控制模块，初始状态时，电磁锁的锁头插入齿槽内，对定位盘起到固定作用；当转位控制模块收到服务器发来的转位指令后，先控制电磁锁开启，使锁头脱离齿槽；然后控制力矩电机转动，带动台体转动到目标角度；当台体转动到目标角度时，转位控制模块控制电磁锁的锁头弹出，使锁头卡在定位盘的齿槽中，锁住台体。
优选地，相邻两个齿槽之间的夹角均相等，可以根据需要设计台体的旋转角度，并确保台体旋转后能够定位在所在位置处。
优选地，所述电磁锁的锁头为圆锥尖角状，且锁头能够伸入齿槽内并与齿槽内壁贴合，当台体旋转至某一位置处之后，电磁锁的锁头能够与定位盘的齿槽完美啮合，两者之间不存在空隙，避免台体在定位后由于锁头与齿槽之间存在缝隙而发生位移，进而影响数据的准确性。
优选地，电磁锁的底部具有键槽，通过平键与箱体底部相连。
优选地，在步骤1）中，台体的下端与箱体的上端固定相连，且转位机构的机械零位与旋转式惯性导航装置的艏艉线重合或平行。
优选地，定位盘通过平键与力矩电机的电机轴固定相连。
优选地，电磁锁背离其锁头的一侧通过平键与箱体的侧壁相连。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明通过对电磁锁与定位盘的安装方法进行调整，使电磁锁在安装过程中，磁头保持与定位盘的齿槽一直处于啮合状态，从而确保定位机构的稳定性，提高旋转式惯性导航装置中定位机构的可靠性，确保台体旋转至某一位置后，在该位置所采集的光纤陀螺信号及加速度计信号的准确性。
附图说明
图1为本发明中转位机构和定位机构的结构示意图。
图2为电磁锁和定位盘的结构示意图。
图中：台体1、力矩电机2、电磁锁3、定位盘4、齿槽5、旋转变压器6。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
一、一种提高旋转机构定位精度的方法
首先，获取一旋转式惯性导航装置，所述旋转式惯性导航装置包括转位机构、定位机构和控制机构；其中，转位机构位于定位机构的上方，且定位机构安装在一箱体内，转位机构包括台体1和力矩电机2，定位机构包括电磁锁3和定位盘4，在定位盘上设有多个齿槽5。台体上方安装有旋转变压器6，用于测量台体的转轴角位移和角速度，在台体内安装有陀螺和加速度计等惯性元件以及相应的零部件，利用陀螺和加速度计测量，台体转动至不同方位时地球自转角度分量和重力加速度分量，再通过联立解算得到运载体三维姿态角度。
其次，装配转位机构和定位机构具体包括以下步骤：
步骤1）装配台体并确保台体的安装满足技术要求，台体与力矩电机的电机轴同轴线设置，将力矩电机安装在台体下方，并与台体的下侧固定相连，使力矩电机能够带动台体同步转动。
步骤2）圆形的定位盘与力矩电机的电机轴同轴线设置，并将其套设在力矩电机的电机轴下端，使其与电机轴固定相连，定位盘与台体在力矩电机的带动下能够同步转动。
步骤3）将电磁锁的锁头插入定位盘上的齿槽内，并且锁头的轴线垂直于定位盘的轴线，使锁头的外侧与齿槽的内侧贴合，再将电磁锁与箱体固定连接，确保电磁锁的锁头在控制机构的控制下能够与齿槽啮合定位。在电磁锁的安装过程中，锁头和齿槽一直保持啮合的状态，确保电磁锁安装完成后，电磁锁的锁头插入齿槽中不会与齿槽形成空隙，以保证定位后的整个装置不会在测量过程中发生位移，提高旋转式惯性导航装置中定位机构的可靠性，确保台体旋转至某一位置后，在该位置所采集的光纤陀螺信号及加速度计信号的准确性。
控制结构包括转位控制模块，初始状态时，电磁锁的锁头插入齿槽内，对定位盘起到固定作用；当转位控制模块收到服务器发来的转位指令后，先控制电磁锁开启，使锁头脱离齿槽；然后控制力矩电机转动，带动台体转动到目标角度；当台体转动到目标角度时，转位控制模块控制电磁锁的锁头弹出，使锁头卡在定位盘的齿槽中，锁住台体。
在具体实施时，相邻两个齿槽之间的夹角均相等，可根据使用需要对旋转角度进行精确均匀的分配。所述电磁锁的锁头为圆锥尖角状，且锁头能够伸入齿槽内并与齿槽内壁贴合，当电磁锁锁头伸入齿槽内，能够与齿槽完美贴合，使锁头伸入齿槽内不会因为两者之间存在空隙而发生位移。电磁锁的底部具有键槽，通过平键与箱体底部相连。在步骤1）中，台体的下端与箱体的上端固定相连，且转位机构的机械零位与旋转式惯性导航装置的艏艉线重合或平行。定位盘通过平键与力矩电机的电机轴固定相连。电磁锁背离其锁头的一侧通过平键与箱体的侧壁相连。
工作过程：初始状态下，电磁锁的锁头伸入齿槽内，对定位盘保持固定状态。当控制机构中的控制模块收到服务器发来的转位指令后，先控制电磁锁开启，电磁锁的锁头脱离齿槽，然后控制力矩电机转动，并带动台体转动至目标角度，随后控制模块控制电磁锁的锁头伸入齿槽内，使其卡在定位盘的齿槽内，从而完成对定位盘的锁定定位，确保台体在该位置时不会因为定位机构不牢固而造成晃动，保证了在该位置所采集的光纤维陀螺信号及加速度计信号的准确性。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种提高旋转机构定位精度的方法，其特征在于，首先，获取一旋转式惯性导航装置，所述旋转式惯性导航装置包括转位机构、定位机构和控制机构；其中，转位机构位于定位机构的上方，且定位机构安装在一箱体内，转位机构包括台体（1）和力矩电机（2），定位机构包括电磁锁（3）和定位盘（4），在定位盘上设有多个齿槽（5）；
其次，装配转位机构和定位机构具体包括以下步骤：
步骤1）装配台体并确保台体的安装满足技术要求，台体与力矩电机的电机轴同轴线设置，将力矩电机安装在台体下方，并与台体的下侧固定相连，使力矩电机能够带动台体同步转动；
步骤2）圆形的定位盘与力矩电机的电机轴同轴线设置，并将其套设在力矩电机的电机轴下端，使其与电机轴固定相连，定位盘与台体在力矩电机的带动下能够同步转动；
步骤3）将电磁锁的锁头插入定位盘上的齿槽内，并且锁头的轴线垂直于定位盘的轴线，使锁头的外侧与齿槽的内侧贴合，再将电磁锁与箱体固定连接，确保电磁锁的锁头在控制机构的控制下能够与齿槽啮合定位；
控制结构包括转位控制模块，初始状态时，电磁锁的锁头插入齿槽内，对定位盘起到固定作用；当转位控制模块收到服务器发来的转位指令后，先控制电磁锁开启，使锁头脱离齿槽；然后控制力矩电机转动，带动台体转动到目标角度；当台体转动到目标角度时，转位控制模块控制电磁锁的锁头弹出，使锁头卡在定位盘的齿槽中，锁住台体；
相邻两个齿槽之间的夹角均相等；
所述电磁锁的锁头为圆锥尖角状，且锁头能够伸入齿槽内并与齿槽内壁贴合；
电磁锁的底部具有键槽，通过平键与箱体底部相连。
2.根据权利要求1所述提高旋转机构定位精度的方法，其特征在于，在步骤1）中，台体的下端与箱体的上端固定相连，且转位机构的机械零位与旋转式惯性导航装置的艏艉线重合或平行。
3.根据权利要求1所述提高旋转机构定位精度的方法，其特征在于，定位盘通过平键与力矩电机的电机轴固定相连。
4.根据权利要求1所述提高旋转机构定位精度的方法，其特征在于，电磁锁背离其锁头的一侧通过平键与箱体的侧壁相连。
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