CN116223849B - 一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工装夹具的技术领域，特别是涉及一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装；其可实现石英挠性加速度传感器批量测试与标定，结构简单，制作成本低，易于加工，提高石英挠性加速度传感器测试和标定效率；包括底座、固定安装于底座上的定盘、可转动安装于底座上的转轴、固定安装于转轴上的动盘和为转轴转动提供动力的转动驱动组件，定盘上可转动设置有多组周向均布的第一嵌入滚珠，动盘上可转动设置有多组轴向均布的第二嵌入滚珠，底座上安装有为转轴轴向横移提供动力的伸缩缸；转动驱动组件包括力矩电机和蜗轮蜗杆传动件，力矩电机固定安装于定盘，力矩电机的输出端通过蜗轮蜗杆传动件与转轴传动连接。

Description

一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装

技术领域

本发明涉及工装夹具的技术领域，特别是涉及一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装。

背景技术

众所周知，石英挠性加速度传感器为单轴力矩反馈式加速度计,通过检测质量来检测外界的加速度信号,再经伺服电路解调、放大,最后输出电流信号正比于加速度信号。广泛用于航空航天高精度导航系统、石油钻井测斜或地质勘探捷联系统。公开号CN203037671U公开了一种用于测试加速度传感器性能的测试工装，包括多尺度分度台、设置在多尺度分度台上的八面柱、电阻加热片和与外部电源连接的温度传感器；其中，八面柱是中空的结构，加速度传感器固定在八面柱的柱面外侧，电阻加热片固定在八面柱的内壁上，温度传感器悬空设置在八面柱的几何中心处。该测试工装通过采用八面柱，并将温度传感器设置在八面柱的几何中心，使得所有加速度传感器完全对称地安装在温度传感器的周围，使得温度传感器采集的数据更加精确，从而使加速度传感器的测试性能更加精确；工装多采用高精度多齿分度台(搜索论文标题：精密弹性多齿分度台的结构与设计；署名：中国船舶总公司第六三五四研究所；内有详细介绍)，多齿分度台采用多齿结构，主要由两片圆形端齿盘组成，每片端齿盘上加工有720个鼓型剑齿，加工难度极高。内部采用凸轮机构配合端齿盘分度与啮合结构复杂。虽然其精度很高，但成本高，只适合校准使用并不适合批量生产。因为属于精密测试设备负载量极小。无法批量测试与标定。且为人工手动操作无法实现标定测试自动化，也解决不了人为操作导致的错误与误差。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供一种实现石英挠性加速度传感器批量测试与标定，结构简单，制作成本低，易于加工，提高石英挠性加速度传感器测试和标定效率的石英挠性加速度传感器标度因数测试工装。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括底座、固定安装于底座上的定盘、可转动安装于底座上的转轴、固定安装于转轴上的动盘和为转轴转动提供动力的转动驱动组件，所述定盘上可转动设置有多组周向均布的第一嵌入滚珠，所述动盘上可转动设置有多组轴向均布的第二嵌入滚珠，所述底座上安装有为转轴轴向横移提供动力的伸缩缸；所述转动驱动组件包括力矩电机和蜗轮蜗杆传动件，所述力矩电机固定安装于定盘，所述力矩电机的输出端通过蜗轮蜗杆传动件与转轴传动连接；所述动盘上安装有用于石英挠性加速度传感器夹持限位的夹持机构；进一步的，第一嵌入滚珠和第二嵌入滚珠的数量相等，根据石英挠性加速度传感器的测试需求，调整第一嵌入滚珠和第二嵌入滚珠的数量以及外径大小，以满足石英挠性加速度传感器的角度标定需求。

优选的，所述夹持机构包括多面架和均布于多面架各面上的多个卡固组件；所述卡固组件包括筒型座、转动安装于筒型座上的多个卡板和多个扭簧，多个卡板通过多个扭簧与筒型座弹性连接；进一步的，多面架优选四面架或八面架。

优选的，所述多面架内端面处安装用于控制卡固组件开启和闭合的联动驱动件，所述联动驱动件包括多个连杆、多个齿轮、齿柱和齿条，多个连杆分别与卡固组件上的多个卡板固定连接，多个齿轮分别固定安装于多个连杆上，所述齿柱可转动安装于筒型座中心处，所述齿柱与齿轮啮合，所述齿条可滑动安装于多面架内端面处，所述齿条与齿柱啮合；进一步的，所述多面架上安装有导向杆，所述齿条可滑动安装于导向杆上。

优选的，还包括连接簧，所述齿条与多面架通过连接簧连接。

优选的，所述转轴为补偿型花键轴。

优选的，所述连杆上设置有多个弹片，所述筒型座上设置有与弹片对应布置的顶柱。

优选的，所述动盘和定盘上均设置有刻度线。

优选的，所述齿条上设置有通孔。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，具备以下有益效果：该石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，将石英挠性加速度传感器卡固于夹持机构处，通过力矩电机和蜗轮蜗杆传动件带动转轴转动，根据角度调整需求动盘转动一定角度，第二嵌入滚珠卡入至相邻两第一嵌入滚珠之间，通过伸缩缸，使动盘向定盘处靠近，实现对石英挠性加速度传感器的转动角度调整，其结构简单，成本低仅有多齿分度台的1/5，测试重复定位精度高可达到0.5角秒，负载量大，且配合力矩电机可负载45NM；适合批量测试与标定；无人值守测试模式，大大减轻了测试和检验人员的工作量；提高石英挠性加速度传感器测试和标定效率。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的前视结构示意图；

图3是本发明的图2中A-A处剖面结构示意图；

图4是本发明的图3中B-B处剖面结构示意图；

图5是本发明的卡固组件立体结构示意图；

图6是本发明的定盘和动盘锁紧状态结构示意图；

图7是本发明的定盘和动盘调整状态结构示意图；

图8是本发明的定盘处第一嵌入滚珠分布结构示意图；

图9是本发明的动盘处第一嵌入滚珠分布结构示意图；

图10是本发明的转轴立体结构示意图；

附图中标记：1、底座；2、定盘；3、转轴；4、动盘；5、第一嵌入滚珠；6、第二嵌入滚珠；7、伸缩缸；8、力矩电机；9、蜗轮蜗杆传动件；10、多面架；11、筒型座；12、卡板；13、扭簧；14、连杆；15、齿轮；16、齿柱；17、齿条；18、连接簧；19、弹片；20、顶柱；21、刻度线；22、通孔。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10，本发明的一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，包括底座1、固定安装于底座1上的定盘2、可转动安装于底座1上的转轴3、固定安装于转轴3上的动盘4和为转轴3转动提供动力的转动驱动组件，定盘2上可转动设置有多组周向均布的第一嵌入滚珠5，动盘4上可转动设置有多组轴向均布的第二嵌入滚珠6，底座1上安装有为转轴3轴向横移提供动力的伸缩缸7；转动驱动组件包括力矩电机8和蜗轮蜗杆传动件9，力矩电机8固定安装于定盘2，力矩电机8的输出端通过蜗轮蜗杆传动件9与转轴3传动连接；动盘4上安装有用于石英挠性加速度传感器夹持限位的夹持机构；进一步的，第一嵌入滚珠5和第二嵌入滚珠6的数量相等，根据石英挠性加速度传感器的测试需求，调整第一嵌入滚珠5和第二嵌入滚珠6的数量以及外径大小，以满足石英挠性加速度传感器的角度标定需求；第一嵌入滚珠5和第二嵌入滚珠6之间点接触，以保证动盘4的转动尺寸精度；在另一实施例中，第一嵌入滚珠5和第二嵌入滚珠6可采用转辊，动盘4上的转辊卡入至定辊上的转辊之间；第一嵌入滚珠5的数量根据标定的角度值适应性调整，以满足石英挠性加速度传感器的角度标定需求。

具体的，夹持机构包括多面架10和均布于多面架10各面上的多个卡固组件；卡固组件包括筒型座11、转动安装于筒型座11上的多个卡板12和多个扭簧13，多个卡板12通过多个扭簧13与筒型座11弹性连接；进一步的，多面架10优选四面架或八面架；将石英挠性加速度传感器放置于多个卡板12之间，在扭簧13的作用下，实现对石英挠性加速度传感器的快速卡固，便于对其进行取放，进一步提高石英挠性加速度传感器的测试效率。

具体的，多面架10内端面处安装用于控制卡固组件开启和闭合的联动驱动件，联动驱动件包括多个连杆14、多个齿轮15、齿柱16和齿条17，多个连杆14分别与卡固组件上的多个卡板12固定连接，多个齿轮15分别固定安装于多个连杆14上，齿柱16可转动安装于筒型座11中心处，齿柱16与齿轮15啮合，齿条17可滑动安装于多面架10内端面处，齿条17与齿柱16啮合；进一步的，多面架10上安装有导向杆，齿条17可滑动安装于导向杆上；通过拉动一多面架10内端面处的齿轮15，经齿轮15、齿柱16和连杆14传动后，可实现对多个卡固组件的同步驱动，可同时对多个卡固组件处进行石英挠性加速度传感器的上料和下料，进一步提高操作便捷性和检测效率。

具体的，还包括连接簧18，齿条17与多面架10通过连接簧18连接；在连接簧18的作用下，可促使齿条17在移位后自行复位，在无外力作用时，可有效防止齿条17自行移位。

具体的，转轴3为补偿型花键轴；补偿型花键可对蜗轮蜗杆传动件9转动造成的背隙和误差进行补偿，以保证该工装的精准度。

具体的，连杆14上设置有多个弹片19，筒型座11上设置有与弹片19对应布置的顶柱20；在卡固组件对石英挠性加速度传感器进行卡固时，弹片19与顶柱20接触，对连杆14施加转动驱动力，从而使卡板12更为稳固的对石英挠性加速度传感器进行卡固。

具体的，动盘4和定盘2上均设置有刻度线21；通过刻度线21，可对动盘4的转动角度进行实时读取，便于对动盘4的转动角度进行调整。

具体的，齿条17上设置有通孔22；操作人员的手指插入通孔22内，将齿条17进行拉动，可为操作人员提供着力点，以更为便捷的拉动齿条17。

在使用时，拉动齿条17，经齿柱16、齿轮15和连杆14传动后，卡板12转动，将石英挠性加速度传感器放置于卡板12之间，在弹片19和扭簧13的作用下，卡板12对石英挠性加速度传感器卡固，力矩电机8动作，经蜗轮蜗杆传动件9传动后，动盘4转动一定角度，此时伸缩缸7动作，动盘4向定盘2处靠近，直至第二嵌入滚珠6卡入至对应的第一嵌入滚珠5之间，以实现对石英挠性加速度传感器标定角度的精准转动调整，单次可对多个石英挠性加速度传感器进行同步标定，提高石英挠性加速度传感器的测试和标定精度和效率。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，其特征在于，包括底座(1)、固定安装于底座(1)上的定盘(2)、可转动安装于底座(1)上的转轴(3)、固定安装于转轴(3)上的动盘(4)和为转轴(3)转动提供动力的转动驱动组件，所述定盘(2)上可转动设置有多组周向均布的第一嵌入滚珠(5)，所述动盘(4)上可转动设置有多组轴向均布的第二嵌入滚珠(6)，所述底座(1)上安装有为转轴(3)轴向横移提供动力的伸缩缸(7)；

所述转动驱动组件包括力矩电机(8)和蜗轮蜗杆传动件(9)，所述力矩电机(8)固定安装于定盘(2)，所述力矩电机(8)的输出端通过蜗轮蜗杆传动件(9)与转轴(3)传动连接；所述动盘(4)上安装有用于石英挠性加速度传感器夹持限位的夹持机构；

所述夹持机构包括多面架(10)和均布于多面架(10)各面上的多个卡固组件；所述卡固组件包括筒型座(11)、转动安装于筒型座(11)上的多个卡板(12)和多个扭簧(13)，多个卡板(12)通过多个扭簧(13)与筒型座(11)弹性连接；

所述多面架(10)内端面处安装用于控制卡固组件开启和闭合的联动驱动件，所述联动驱动件包括多个连杆(14)、多个齿轮(15)、齿柱(16)和齿条(17)，多个连杆(14)分别与卡固组件上的多个卡板(12)固定连接，多个齿轮(15)分别固定安装于多个连杆(14)上，所述齿柱(16)可转动安装于筒型座(11)中心处，所述齿柱(16)与齿轮(15)啮合，所述齿条(17)可滑动安装于多面架(10)内端面处，所述齿条(17)与齿柱(16)啮合。

2.根据权利要求1所述的石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，其特征在于，还包括连接簧(18)，所述齿条(17)与多面架(10)通过连接簧(18)连接。

3.根据权利要求2所述的石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，其特征在于，所述转轴(3)为补偿型花键轴。

4.根据权利要求3所述的石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，其特征在于，所述连杆(14)上设置有多个弹片(19)，所述筒型座(11)上设置有与弹片(19)对应布置的顶柱(20)。

5.根据权利要求4所述的石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，其特征在于，所述动盘(4)和定盘(2)上均设置有刻度线(21)。

6.根据权利要求5所述的石英挠性加速度传感器标度因数测试工装，其特征在于，所述齿条(17)上设置有通孔(22)。