CN114323066A - 一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法，所述陀螺组合极性测试装置，包括：壳体；平台组件，设置于所述壳体上，用于承载陀螺组合；以及传动机构，其包括蜗杆，位于所述壳体内，与所述壳体的侧壁转动连接；蜗轮，位于所述蜗杆上方，分别与所述蜗杆和所述平台组件进行连接；且所述蜗杆转动带动所述蜗轮及所述平台组件转动，以对所述陀螺组合进行极性测试。本发明中通过蜗杆蜗轮式的传动机构可以快速、轻易、平稳地完成陀螺组合极性的测试，从而提高测试效率精度，并有效降低人力成本。

Description

一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及航天器测试技术领域，尤其涉及一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法。

背景技术

陀螺组合作为航天器的角速率敏感器，可以直接测量卫星三轴惯性角速率；同时与星敏感器等角度敏感器配合使用，可以为航天器的姿态机动和稳定控制提供重要的实时控制反馈信息。对于航天器的姿控系统来说，敏感器和执行机构的极性测试则是保证姿控系统正确工作的重要环节。

对于陀螺组合的极性测试方法，现阶段主要是通过人工手动搬起陀螺组合单机并绕某一轴旋转，以此来模拟其搭载的航天器的旋转方向，进而完成陀螺组合的极性测试。然而，上述极性测试方法具有以下不足：一、具有危险性，且为了安全保险一般需两个人配合操作；二、由于手动操作的限制，可旋转的角度范围非常有限，常发生陀螺组合未能识别输入角速度情况；三、由于人的体力和控制能力有限，无法很好地对旋转角速率进行把控，常发生陀螺组合识别断续、曲线抖动程度过大等情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法，通过蜗杆蜗轮式的传动机构可以带动平台组件及陀螺组合转动，从而完成陀螺组合的极性测试，同时还能够降低人力成本并提高测试效率和精度。

为了达到上述目的，本发明通过一些技术方案实现：

一种陀螺组合极性测试装置，包括：

壳体；

平台组件，设置于所述壳体上，用于承载陀螺组合；以及

传动机构，其包括蜗杆，位于所述壳体内，与所述壳体的侧壁转动连接；蜗轮，位于所述蜗杆上方，分别与所述蜗杆和所述平台组件进行连接；且所述蜗杆转动带动所述蜗轮及所述平台组件转动，以对所述陀螺组合进行极性测试。

优选地，所述蜗轮的截面呈半圆形；且所述蜗轮的弧面与所述蜗杆啮合连接，所述蜗轮远离所述蜗杆的端面与所述平台组件固定连接。

优选地，所述平台组件包括：

第一平台，与所述蜗轮远离所述蜗杆的端面固定连接，且所述第一平台随所述蜗轮同步转动；

第二平台，设置于所述第一平台远离所述蜗杆的端面上，与所述第一平台转动连接，用于承载所述陀螺组合。

优选地，所述传动机构还包括：蜗轮轴，贯穿所述蜗轮与所述壳体的侧壁进行转动连接；且所述蜗轮轴与所述第一平台靠近所述蜗杆的端面固定连接，用于承载所述平台组件。

优选地，所述陀螺组合极性测试装置，还包括：限位板，位于所述第一平台和所述蜗杆之间，与所述壳体的侧壁固定连接，用于控制所述蜗轮在预设角度范围内转动。

优选地，所述预设角度范围为-20°～20°。

优选地，所述陀螺组合极性测试装置，还包括：

轴承座，固定于所述壳体的内部底部；且所述蜗杆的一端与所述轴承座进行转动连接，另一端与所述壳体的侧壁进行转动连接；

手柄，位于所述壳体外，与所述蜗杆的另一端端部进行固定连接，用于转动所述蜗杆。

另一方面，本发明还提供一种如上述的陀螺组合极性测试装置的使用方法，包括：

将传动机构中蜗杆的轴向定义为X轴及蜗轮的轴向定义为Y轴；

使所述蜗杆转动，以带动所述蜗轮及平台组件转动，对所述平台组件上的陀螺组合进行Y轴极性测试。

优选地，所述陀螺组合极性测试装置的使用方法，还包括：

将所述平台组件中第二平台的轴向定义为Z轴；

使所述第二平台转动，以对所述陀螺组合进行Z轴极性测试。

优选地，所述陀螺组合极性测试装置的使用方法，还包括：

使所述第二平台转动90°，同时使所述蜗杆转动，以对所述陀螺组合进行X轴极性测试。

本发明与现有技术相比至少具有以下优点之一：

本发明提供的一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法，传动机构中蜗杆转动可以带动蜗轮转动，从而带动与蜗轮连接的平台组件转动，进而带动平台组件上的陀螺组合转动，以完成陀螺组合的极性测试。

本发明中蜗杆蜗轮式的传动机构具备减速传动功能，通过传动比的配置，可将工作人员通过蜗杆输入的角速度由快至约30°/s准确且平缓减速至约0.5°/s并通过蜗轮输出至平台组件中，同时还可以放大工作人员的输入扭矩，从而快速、轻易、平稳地完成陀螺组合极性的测试，进而提高测试效率及精度。

本发明中蜗杆蜗轮式的传动机构还具有反向自锁的功能，即蜗杆转动可以带动蜗轮转动但蜗轮转动不会带动蜗杆转动，可以有效避免平台组合被带动转至预设位置后在其重力作用下发生自转动的情况，从而保证了陀螺组合的安全。

本发明中通过转动第二平台可以对所述陀螺组合进行Z轴极性测试；通过转动蜗杆可以对陀螺组合进行Y轴极性测试；通过将第二平台转动90°，同时转动蜗杆则可以对陀螺组合进行X轴极性测试。

本发明中第一平台和第二平台皆可以单独进行转动，使得陀螺组合极性测试装置具有两自由度；仅具有两自由度的所述陀螺组合极性测试装置则可以完成对陀螺组合三轴(X轴、Y轴和Z轴)的极性测试功能，极大地降低了陀螺组合极性测试装置的结构复杂性。

本发明中通过限位板可以将蜗轮的转动角度控制在预设角度范围内，从而将第一平台的倾斜角度控制在预设角度范围内，进而避免第一平台的倾斜角度过大导致陀螺组合出现滑落等不安全的情况。

本发明具有结构简单、操作方便、安全、成本低等特点，可以有效降低人力成本并提高测试效率及精度。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种陀螺组合极性测试装置的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种陀螺组合极性测试装置的局部剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合附图1～2所示，本实施例提供一种陀螺组合极性测试装置，包括：壳体110；平台组件120，设置于所述壳体110上，用于承载陀螺组合；以及传动机构130，其包括蜗杆1301，位于所述壳体110内，与所述壳体110的侧壁转动连接；蜗轮1302，位于所述蜗杆1301上方且位于所述蜗杆1301和所述平台组件120之间，分别与所述蜗杆1301和所述平台组件120进行连接；且所述蜗杆1301转动带动所述蜗轮1302及所述平台组件120转动，以对所述陀螺组合进行极性测试。

请同时参考图1和图2，所述蜗轮1302的截面呈半圆形；且所述蜗轮1302的弧面与所述蜗杆1301啮合连接，所述蜗轮1302远离所述蜗杆1301的端面与所述平台组件120固定连接。

可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述平台组件120包括：第一平台1201，与所述蜗轮1302远离所述蜗杆1301的端面固定连接，且所述第一平台1201随所述蜗轮1302同步转动；第二平台1202，设置于所述第一平台1201远离所述蜗杆1301的端面上，与所述第一平台1201转动连接，用于承载所述陀螺组合。

在一些实施例中，所述传动机构120还包括：蜗轮轴1303，贯穿所述蜗轮1302与所述壳体110的侧壁进行转动连接；且所述蜗轮轴1303与所述第一平台1201靠近所述蜗杆1301的端面固定连接，用于承载所述平台组件120。

具体的，所述蜗杆1301的两端可以分别通过第一轴承与所述壳体110的侧壁进行转动连接；其中所述第一轴承的外圈可以固定于所述壳体110的侧壁上，所述蜗杆1301的两端可以分别通过过盈连接固定于对应所述第一轴承的内圈中。所述蜗杆1301上设有第一齿，所述蜗轮1302的弧面上设有第二齿，且所述蜗轮1301和所述蜗杆1302可以通过所述第一齿和所述第二齿进行啮合连接，使得所述蜗杆1301转动时可以带动所述蜗轮1302转动，但本发明不以此为限。

在本实施例中，所述蜗轮轴1303可以贯穿所述蜗轮1302且通过平键连接固定于所述蜗轮1302上，所述涡轮轴1303的两端则可以分别通过第二轴承1304与所述壳体110的侧壁进行转动连接，使得所述蜗轮1302的支撑较为稳固；其中所述第二轴承1304的外圈可以固定于所述壳体110的侧壁上，所述蜗轮轴1303的两端可以分别通过过盈连接固定于对应所述第二轴承1304的内圈中。优选地，所述蜗轮轴1303与所述蜗杆1301垂直。

具体的，所述第二平台1202的截面呈圆形，且所述第二平台1202可以通过第三轴承1203与所述第一平台1201进行转动连接，使得所述第二平台1202可以绕其轴向进行旋转，从而能够对所述陀螺组合的Z轴极性测试。更具体的，所述第一平台1201靠近所述蜗杆1301的端面可以通过焊接的方式固定于所述蜗轮1302远离所述蜗杆1301的端面即与所述弧面构成半圆的端面上，使得所述第一平台1201可以随所述蜗轮1302同步转动，从而使得所述第二平台1202及固定于所述第二平台1202上的所述陀螺组合可以同步转动，进而实现对所述陀螺组合的X轴和Y轴极性测试。优选地，所述第一平台1201还可以通过紧固件(例如螺钉等)与所述蜗轮轴1303进行固定连接，使得所述第一平台1201的支撑较为稳固，但本发明不以此为限。

在本实施例中，所述传动机构130中所述蜗杆1301和所述蜗轮1302的传动具备减速传动功能，通过传动比的配置，可将工作人员通过所述蜗杆1301输入的角速度由快至约30°/s准确且平缓减速至约0.5°/s并通过所述蜗轮1302输出至所述平台组件120中所述第一平台1201，同时还可以放大工作人员的输入扭矩，从而快速、轻易、平稳地完成所述陀螺组合极性的测试。此外，所述传动机构130中所述蜗杆1301和所述蜗轮1302具有反向自锁的功能，即所述蜗杆1301转动可以带动所述蜗轮1302转动但所述蜗轮1302转动不会带动所述蜗杆1301转动，可以避免所述平台组合120被带动转至预设位置后在其重力作用下发生自转动的情况，从而保证所述陀螺组合的安全。

请继续参考图2，所述陀螺组合极性测试装置，还包括：限位板140，位于所述第一平台1201和所述蜗杆1301之间，与所述壳体110的侧壁固定连接，用于控制所述蜗轮1302在预设角度范围内转动。

可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述预设角度范围为-20°～20°。

具体的，在本实施例中，所述第一平台1201随所述蜗轮1302同步转动时，所述第一平台1201会绕所述蜗轮轴1303发生倾斜，从而能够对所述陀螺组合进行X轴或Y轴极性测试。但若所述第一平台1201的倾斜角度过大，则会导致所述陀螺组合出现滑落等不安全的情况，因此需要对所述第一平台1201的倾斜角度进行控制。由于所述第一平台1201的倾斜角度与所述蜗轮1302的转动角度相同，则可以通过所述限位板140将所述蜗轮1302的转动角度控制在所述预设角度范围内，从而将所述第一平台1201的倾斜角度控制在所述预设角度范围内，进而保证所述陀螺组合的安全。优选地，所述预设角度范围为-15°～15°，但本发明不以此为限。

此外，在本实施例中，所述第一平台1201靠近所述第二平台1202的端面上还间隔设有若干个限位块1204，所述限位块1204可以在所述第一平台1201发生倾斜时防止所述第二平台1202发生相对滑动，从而防止所述陀螺组合滑落，进而保证所述陀螺组合的安全，但本发明不以此为限。

请继续参考图2，所述陀螺组合极性测试装置，还包括：轴承座150，固定于所述壳体110的内部底部；且所述蜗杆1301的一端与所述轴承座150进行转动连接，另一端与所述壳体110的侧壁进行转动连接；手柄160，位于所述壳体110外，与所述蜗杆1301的另一端端部进行固定连接，用于转动所述蜗杆1301。

具体的，在本实施例中，所述轴承座150可以内嵌第四轴承1501；所述蜗杆1301的一端可以通过过盈连接固定于所述第四轴承1501的内圈中，所述蜗杆1301的另一端则可以通过所述第一轴承与所述壳体110的侧壁进行转动连接；且所述蜗杆1301的另一端端部可以延伸至所述壳体110外，使得所述手柄160可以固定于所述蜗杆1301的另一端端部，从而便于工作人员转动所述蜗杆1301并输入角速度，进而便于对所述陀螺组合进行极性测试，但本发明不以此为限。

另一方面，本实施例还提供一种如上述的陀螺组合极性测试装置的使用方法，包括：将传动机构130中蜗杆1301的轴向定义为X轴及蜗轮1302的轴向定义为Y轴；使所述蜗杆1301转动，以带动所述蜗轮1302及平台组件120转动，以对所述平台组件120上的陀螺组合进行Y轴极性测试。

可以理解的是，在一些其他的实施例中，所述陀螺组合极性测试装置的使用方法还包括：将所述平台组件120中第二平台1202的轴向定义为Z轴；使所述第二平台1202转动，以对所述陀螺组合进行Z轴极性测试。

在一些实施例中，所述陀螺组合极性测试装置的使用方法还包括：使所述第二平台1202转动90°，同时使所述蜗杆1301转动，以对所述陀螺组合进行X轴极性测试。

具体的，在本实施例中，由于所述第一平台1201和所述第二平台1203皆可以单独进行转动，则所述陀螺组合极性测试装置具有两自由度。通过上述使用方法，则使得仅具有两自由度的所述陀螺组合极性测试装置可以完成对所述陀螺组合三轴(X轴、Y轴和Z轴)的极性测试功能，极大地降低了所述陀螺组合极性测试装置的结构复杂性，但本发明不以此为限。

综上所述，本实施例提供的一种陀螺组合极性测试装置及其使用方法，传动机构中蜗杆转动可以带动蜗轮转动，从而带动与蜗轮连接的平台组件转动，进而带动平台组件上的陀螺组合转动，以完成陀螺组合的极性测试。本实施例中蜗杆蜗轮式的传动机构具备减速传动功能，通过传动比的配置，可将工作人员通过蜗杆输入的角速度由快至约30°/s准确且平缓减速至约0.5°/s并通过蜗轮输出至平台组件中，同时还可以放大工作人员的输入扭矩，从而快速、轻易、平稳地完成陀螺组合极性的测试，进而提高测试效率精度。蜗轮式的传动机构还具有反向自锁的功能，即蜗杆转动可以带动蜗轮转动但蜗轮转动不会带动蜗杆转动，可以有效避免平台组合被带动转至预设位置后在其重力作用下发生自转动的情况，从而保证了陀螺组合的安全。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种陀螺组合极性测试装置，其特征在于，包括：

壳体(110)；

平台组件(120)，设置于所述壳体(110)上，用于承载陀螺组合；以及

传动机构(130)，其包括蜗杆(1301)，位于所述壳体(110)内，与所述壳体(110)的侧壁转动连接；蜗轮(1302)，位于所述蜗杆(1301)上方，分别与所述蜗杆(1301)和所述平台组件(120)进行连接；且所述蜗杆(1301)转动带动所述蜗轮(1302)及所述平台组件(120)转动，以对所述陀螺组合进行极性测试。

2.如权利要求1所述的陀螺组合极性测试装置，其特征在于，

所述蜗轮(1302)的截面呈半圆形；且所述蜗轮(1302)的弧面与所述蜗杆(1301)啮合连接，所述蜗轮(1302)远离所述蜗杆(1301)的端面与所述平台组件(120)固定连接。

3.如权利要求1所述的陀螺组合极性测试装置，其特征在于，所述平台组件(120)包括：

第一平台(1201)，与所述蜗轮(1302)远离所述蜗杆(1301)的端面固定连接，且所述第一平台(1201)随所述蜗轮(1302)同步转动；

第二平台(1202)，设置于所述第一平台(1201)远离所述蜗杆(1301)的端面上，与所述第一平台(1201)转动连接，用于承载所述陀螺组合。

4.如权利要求3所述的陀螺组合极性测试装置，其特征在于，所述传动机构(120)还包括：蜗轮轴(1303)，贯穿所述蜗轮(1302)与所述壳体(110)的侧壁进行转动连接；且所述蜗轮轴(1303)与所述第一平台(1201)靠近所述蜗杆(1301)的端面固定连接，用于承载所述平台组件(120)。

5.如权利要求3所述的陀螺组合极性测试装置，其特征在于，还包括：限位板(140)，位于所述第一平台(1201)和所述蜗杆(1301)之间，与所述壳体(110)的侧壁固定连接，用于控制所述蜗轮(1302)在预设角度范围内转动。

6.如权利要求5所述的陀螺组合极性测试装置，其特征在于，所述预设角度范围为-20°～20°。

7.如权利要求1所述的陀螺组合极性测试装置，其特征在于，还包括：

轴承座(150)，固定于所述壳体(110)的内部底部；且所述蜗杆(1301)的一端与所述轴承座(150)进行转动连接，另一端与所述壳体(110)的侧壁进行转动连接；

手柄(160)，位于所述壳体(110)外，与所述蜗杆(1301)的另一端端部进行固定连接，用于转动所述蜗杆(1301)。

8.一种如权利要求1～7中任意一项所述的陀螺组合极性测试装置的使用方法，其特征在于，包括：

将传动机构中蜗杆的轴向定义为X轴及蜗轮的轴向定义为Y轴；

使所述蜗杆转动，以带动所述蜗轮及平台组件转动，对所述平台组件上的陀螺组合进行Y轴极性测试。

9.如权利要求8所述的陀螺组合极性测试装置的使用方法，其特征在于，还包括：

将所述平台组件中第二平台的轴向定义为Z轴；

使所述第二平台转动，以对所述陀螺组合进行Z轴极性测试。

10.如权利要求9所述的陀螺组合极性测试装置的使用方法，其特征在于，还包括：

使所述第二平台转动90°，同时使所述蜗杆转动，以对所述陀螺组合进行X轴极性测试。

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