CN204027529U - 基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置，通过检测两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度误差，为调整俯仰轴与方位轴的垂直度提供指导方向。该装置包括与两轴稳定转台俯仰轴相连的双面反射镜以及布置在俯仰轴一侧的自准直仪，通过调整双面反射镜和自准直仪，使俯仰轴回转轴线、双面反射镜法线与自准直仪光束中心线重合。然后分别转动转台方位轴和俯仰轴，记录自准直仪角度偏差值θ_i和θ_j，并取平均值和则两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度误差为：

Description

基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置

技术领域

实用新型涉及一种垂直度误差检测装置，具体涉及一种基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置。

背景技术

两轴稳定转台主要用于为其搭载的光学设备提供稳定的工作平台，同时敏感运动中的工作状态，消除或补偿对光学系统的影响，使光学系统更有效的工作。

两轴稳定转台上的光学系统发现目标后，连续、准确地测出目标的位置，并发送给指控计算机进行进一步的跟踪或干扰。因此，两轴稳定转台的工作精度是其重要性能指标，直接影响光学系统能否准确的发现目标。

对于两轴稳定转台，检测和评价稳定转台的性能指标是研制过程和验收时必不可少的重要环节。通过分析两轴稳定转台的结构特点，可以看出，两轴稳定转台的俯仰轴对方位轴的垂直度误差是其重要的性能指标，直接影响转台的工作精度。

现有两轴稳定转台测定目标的位置数据通常是按照方位轴和俯仰轴的转角通过轴位码盘输出的。两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度如图1所示，如果俯仰轴与方位轴垂直，则俯仰轴的转角就能准确地反应出目标在铅垂面的俯仰角；如果俯仰轴与方位轴不垂直，俯仰轴的转角就不等于铅垂面内的俯仰角，则会引起两轴稳定转台的测角误差，从而影响光学系统对目标的测定精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置，可有效的检测出两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度误差，同时还可以为其调整提供指导方向。

该垂直度误差检测装置包括：包括自准直仪、双面反射镜和反射镜工装夹具，外围设备为两轴稳定转台。其连接关系为：所述自准直仪放置在两轴稳定转台的一侧，使自准直仪的光束中心线与两轴稳定转台的俯仰轴的轴线重合；所述双面反射镜安装在反射镜工装夹具上，反射镜工装夹具同轴固接在两轴稳定转台的俯仰轴的端部，使双面反射镜位于俯仰轴与自准直仪之间；当两轴稳定转台的俯仰轴转动时，通过反射镜工装夹具带动双面反射镜同步转动。

所述反射镜工装夹具包括主轴套、过渡盘和调整座；所述主轴套和两轴稳定转台的俯仰轴相连，过渡盘的一端与主轴套同轴连接，另一端通过微调螺钉与调整座同轴连接；调整座另一端端面的中心位置加工有用于安装双面反射镜的凹槽；通过所述微调螺钉和调整座能够调节双面反射镜的轴向位置。

有益效果：

通过该检测装置能够检测出两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度误差，从而有助于提高两轴稳定转台的工作精度。同时该检测装置随机误差小、检测方便可靠，通过检测的垂直度误差能够为两轴稳定转台的调整提供指导方向。

附图说明

图1为两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度示意图；

图2为自准直仪检测俯仰轴对方位轴的垂直度示意图；

图3为反射镜工装夹具的结构示意图。

其中：1-两轴稳定转台、2-自准直仪、3-双面反射镜、4-主轴套、6--过渡盘、7-微调螺钉、9-调整座。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供一种基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置，通过检测两轴稳定转台俯仰轴对方位轴的垂直度误差，为调整俯仰轴与方位轴的垂直度提供指导方向。

基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置如图2所示，包括自准直仪2、双面反射镜3和反射镜工装夹具。其中反射镜工装夹具的结构如图3所示，包括主轴套4、过渡盘6和调整座9。其中主轴套4用于和转台的俯仰轴相连，过渡盘6的一端与主轴套4同轴连接，另一端通过微调螺钉7与调整座9同轴连接；调整座9另一端端面的中心位置加工有用于安装双面反射镜3的凹槽。通过微调螺钉7可调整双面反射镜的倾斜角度，使双面反射镜的镜面与俯仰轴轴线垂直(即双面反射镜的的法线与俯仰轴轴线平行)。

其连接关系为：将自准直仪2放置在俯仰轴的一侧，使自准直仪2的光束中心线与俯仰轴轴线重合。然后将双面反射镜3安装在反射镜工装夹具上，通过主轴4将反射镜工装夹具同轴安装在俯仰轴的端部，此时双面反射镜3位于俯仰轴与自准直仪2之间。当转台俯仰轴转动时，通过反射镜工装夹具带动双面反射镜3同步转动。

该检测装置在使用前需先定义方位零位和俯仰零位：

为减小自准直仪2的零位误差，以及双面反射镜3的镜面与俯仰轴轴线不垂直造成的零次谐波分量和一次谐波分量，通过调整反射镜工装夹具，使双面反射镜3的镜面与俯仰轴轴线尽量垂直。然后转动转台方位轴，使自准直仪对准双面反射镜3，锁住转台方位回转，定义当前位置为方位0°，在方位0°时，俯仰轴轴线、双面反射镜法线与自准直仪的光束中心线重合。这里所述的双面反射镜法线指自准直仪的光束中心照射到双面反射镜上的点所在位置的法线。

将双面反射镜在0°～360°范围内均分为四个象限，沿顺时针方向分别令为象限A、象限B、象限C和象限D。由于存在不垂直度，使自准直仪的光束中心与双面反射镜的中心不重合，而是位于双面反射镜的某一象限内，设此时自准直仪的光束中心在双面反射镜的象限B内，记下在象限B内自准直仪的读数θ_B；然后将俯仰轴转动180°，此时俯仰轴带动双面反射镜转动180°，使自准直仪的光束中心在双面反射镜的象限D内，记下在象限D内自准直仪的读数θ_D。比较记录的两次自准直仪的读数θ_B和θ_D，调整自准直仪使对称方向上的自准直仪读数接近，以减小自准直仪的零位误差造成的零次和一次谐波分量。以同样的方法调整另外两个象限的自准直仪读数使其接近，调整到位后自准直仪在双面反射镜四个象限内的读数趋于同一值，并且自准直仪的反射十字线靠近视场中间位置，定义当前位置为俯仰0°。

此时自准直仪的反射十字线相对于原点(即自准直仪读数为(0，0)的点)有角度偏差，读取并记下此时自准值仪角度偏差值θ₁，然后等间隔转动俯仰轴一圈，分别记下每个采样点(每个间隔点)自准值仪的角度偏差读数，设第i个采样点自准值仪的角度偏差读数为θ_i，i＝(2，n)。其中θ_n为俯仰轴转回至初始位置时的读数，用于和记录的初始值θ₁进行比对，如果差异较大，说明上述调整有误，会增大自准直仪零位误差和双面反射镜与俯仰轴旋转轴线安装不垂直造成的零次和一次谐波分量；需要重新调整。若差异不大，则取其中一个用于后续计算，由此得到n-1个有效值。

松开方位轴，将方位轴转动180°并锁住，记下自准值仪角度偏差值θ′₁，再以同等间隔转动俯仰轴一圈，分别记下每个采样点(每个间隔点)自准值仪的角度偏差读数，设第j个采样点自准值仪的角度偏差读数为θ_j，j＝(2，n)。采用上述同样方法获得n-1个有效值。

利用平均轴线数据处理方法，令：

$\stackrel{\‾}{{\mathrm{\θ}}_i}=\frac{1}{n-1}\underset{i=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_i$ $\stackrel{\‾}{{\mathrm{\θ}}_j}=\frac{1}{n-1}\underset{j=1}{\overset{n-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\θ}}_j^{\′}$

则俯仰轴对方位轴垂直度V为：

$V=\left|\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{\θ}}_j}-\stackrel{\‾}{{\mathrm{\θ}}_i}}{2}\right|$ (角秒)。

上述测量过程中，每个位置数值基本都不同，如果两个相隔180°位置(例如：俯仰0°和180°；45°和225°……)时的读数差距较大，说明这个位置误差较大，数值小的位置较低，数值大的位置较高，可以在数值小的位置(方位轴的上端面)垫垫片，或者研磨数值大的位置(与俯仰轴上端面接触的零件)，以实现对两轴稳定转台的调整。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置，其特征在于，包括：包括自准直仪、双面反射镜和反射镜工装夹具，外围设备为两轴稳定转台；

其连接关系为：所述自准直仪放置在两轴稳定转台的一侧，使自准直仪的光束中心线与两轴稳定转台的俯仰轴的轴线重合；所述双面反射镜安装在反射镜工装夹具上，反射镜工装夹具同轴固接在两轴稳定转台的俯仰轴的端部，使双面反射镜位于俯仰轴与自准直仪之间；当两轴稳定转台的俯仰轴转动时，通过反射镜工装夹具带动双面反射镜同步转动。

2.如权利要求1所述的基于自准直仪的两轴稳定转台垂直度误差检测装置，其特征在于，所述反射镜工装夹具包括主轴套、过渡盘和调整座；所述主轴套和两轴稳定转台的俯仰轴相连，过渡盘的一端与主轴套同轴连接，另一端通过微调螺钉与调整座同轴连接；调整座另一端端面的中心位置加工有用于安装双面反射镜的凹槽；通过所述微调螺钉和调整座能够调节双面反射镜的轴向位置。