CN219675122U - 一种惯性传感器标定用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种惯性传感器标定用装置，包括误差标定机构和用于支承所述误差标定机构的支撑架；所述误差标定机构包括摇臂结构、传动杆和编码器；所述摇臂结构用于为待标定的惯性传感器提供安装位置，并能够通过所述传动杆与所述编码器的输入轴实现同轴转动。根据本实用新型，能够解决现有的惯性传感器标定用设备结构复杂、自重过大、安装麻烦，使用场地受限的问题。

Description

一种惯性传感器标定用装置

技术领域

本实用新型属于传感器的标定领域，更具体地，涉及一种惯性传感器标定用装置。

背景技术

惯性传感器包括对角速度进行测量的陀螺仪和对线性加速度进行测量的加速度计，广泛应用于惯性导航、无人机、机器人的智能控制以及消费电子产品领域。由于制作工艺的原因，惯性传感器测量的数据与真实值之间通常都会有一定误差，会影响惯性传感器的精度，使用前需要对惯性传感器的误差进行标定。加速度计和陀螺仪的误差可以分为确定性误差以及随机误差，确定性误差一般是事先通过标定确定。

高精度转台是目前常用的陀螺仪和加速度计的误差标定设备，它能够提供准确的传感器转动角度的真实值。但是高精度转台的结构复杂且价格昂贵，普通用户无法承受，另外高精度转台体积较大，三轴高精度转台的自重可以达到几百千克，不便于移动，使用场景受限，并且由于其精密性，使得对安装条件要求苛刻，安装麻烦，降低使用效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的惯性传感器标定用设备结构复杂、自重过大、安装麻烦，使用场地受限的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种惯性传感器标定用装置，包括误差标定机构和用于支承所述误差标定机构的支撑架；

所述误差标定机构包括摇臂结构、传动杆和编码器；

所述摇臂结构用于为待标定的惯性传感器提供安装位置，并能够通过所述传动杆与所述编码器的输入轴实现同轴转动。

作为可选的是，所述摇臂结构包括传感器固定板和传感器安装板，所述传感器安装板位置可调地设置在所述传感器固定板上。

作为可选的是，所述传感器固定板上的两侧沿长度方向分别开设有多个均匀排布的固定孔，所述传感器安装板通过所述固定孔与所述传感器固定板相连接。

作为可选的是，所述传感器固定板的一端与所述传动杆的一端相连接，所述传感器固定板的另一端上设置有手柄。

作为可选的是，所述编码器为绝对编码器。

作为可选的是，所述传动杆和所述绝对编码器的输入轴之间通过联轴器相连接。

作为可选的是，所述支撑架上还设置有与所述传动杆相匹配的锁紧器，所述锁紧器上穿设有旋转手柄，用于调整所述锁紧器对所述传动杆施加的锁紧力。

作为可选的是，所述锁紧器的数量为两个。

作为可选的是，所述支撑架的一侧设置有提手。

作为可选的是，所述支撑架的底部设置有支撑底板。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的惯性传感器标定用装置包括支撑架和设置在支撑架上的误差标定机构，误差标定机构包括摇臂结构、传动杆和编码器，由摇臂结构为待标定的惯性传感器提供安装位置，并通过传动杆与编码器的输入轴同轴转动。通过摇臂结构带动惯性传感器转动，由编码器采集惯性传感器的角位移数据，进而可得出惯性传感器转动角度的真实值，通过比较真实值与惯性传感器的输出值可以得出待测传感器的误差模型，从而对惯性传感器进行标定。本实用新型的惯性传感器标定用装置结构简单、安装方便，对安装条件要求较低，可以适用于不同的适用场景；并且体积小重量轻，便于移动和携带，使用方便且造价成本较低，降低了使用门槛。

本实用新型的其他特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所做出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。

图1示出了根据本实用新型的实施例的惯性传感器标定用装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使所属技术领域的技术人员能够更充分地理解本实用新型的技术方案，在下文中将结合附图对本实用新型的示例性的实施方式进行更为全面且详细的描述。显然地，以下描述的本实用新型的一个或者多个实施方式仅仅是能够实现本实用新型的技术方案的具体方式中的一种或者多种，并非穷举。应当理解的是，可以采用属于一个总的实用新型构思的其他方式来实现本实用新型的技术方案，而不应当被示例性描述的实施方式所限制。基于本实用新型的一个或多个实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本实用新型保护的范围。

实施例：图1示出了根据本实用新型的实施例的惯性传感器标定用装置的结构示意图。

参照图1，本实用新型实施例的惯性传感器标定用装置，包括误差标定机构200和用于支承误差标定机构200的支撑架100；

误差标定机构200包括摇臂结构210、传动杆220和编码器260；

摇臂结构210用于为待标定的惯性传感器300提供安装位置，并能够通过传动杆220与编码器260的输入轴实现同轴转动。

进一步地，在本实用新型实施例中，摇臂结构210包括传感器固定板211和传感器安装板212，传感器安装板212位置可调地设置在传感器固定板211上。

再进一步地，在本实用新型实施例中，传感器固定板211上的两侧沿长度方向分别开设有多个均匀排布的固定孔211-1，传感器安装板212通过固定孔211-1与传感器固定板211相连接。

具体地，在本实用新型实施例中，惯性传感器300、传感器安装板212和传感器固定板211之间均通过螺丝连接。通过设置多个固定孔211-1，可将传感器安装板212和待标定的惯性传感器300固定在传感器固定板211上的不同位置，并且可以配合不同尺寸的惯性传感器300和传感器安装板212使用，还可以同时固定多个惯性传感器300，实现同时进行多个惯性传感器300的误差标定，提高标定效率。

再进一步地，在本实用新型实施例中，传感器固定板211的一端与传动杆220的一端相连接，传感器固定板211的另一端上设置有手柄213。

再进一步地，在本实用新型实施例中，编码器260为绝对编码器。

具体地，在本实用新型实施例中，绝对编码器260为可以将电动机一转内的角度数据输出到外部目标的检测器，可以获取输入轴输入的角位移数据，通过现有的外联数据解析设备实现读取并解析绝对编码器260输出的电信号，得出传动杆220的角位移，进而换算成转动角度。

再进一步地，在本实用新型实施例中，传动杆220和绝对编码器260的输入轴之间通过联轴器250相连接。

再进一步地，在本实用新型实施例中，支撑架100上还设置有与传动杆220相匹配的锁紧器230，锁紧器230上穿设有旋转手柄240，用于调整锁紧器230对传动杆220施加的锁紧力。

再进一步地，在本实用新型实施例中，锁紧器230的数量为两个。

具体地，在本实用新型实施例中，通过设置锁紧器230，在承托传动杆220的同时，可以通过转动旋转手柄240锁紧传动杆220，对其进行周向限位，从而将传感器固定板211固定在任意角度，以便于采集待测惯性传感器300对应角度的数据。

再进一步地，在本实用新型实施例中，支撑架100的一侧设置有提手400。

具体地，在本实用新型实施例中，通过设置提手400，便于移动和拿取，提高了本装置的便携性。

再进一步地，在本实用新型实施例中，支撑架100的底部设置有支撑底板500，便于对本装置进行安装和固定。

再进一步地，在本实用新型实施例中，支撑架100的顶端设置有顶板110，锁紧器230和绝对编码器260安装于顶板110上，绝对编码器260通过固定架与顶板110相连接，传动杆220的一端伸出支撑架100外与传感器固定板211相连接，传动杆220的另一端穿过锁紧器230并通过联轴器250与绝对编码器260的输入轴相连接。

具体地，本实用新型实施例的惯性传感器标定用装置，作为惯性传感器误差标定的辅助装置，用于辅助采集惯性传感器的真实数据和输出数据，其数据的处理是基于现有的外联数据读取和解析设备来实现，从而完成对惯性传感器的误差标定。应用时，将支撑底板500安装于水平桌面上，并将待标定的惯性传感器300通过传感器安装板212用螺丝安装于传感器固定板211上，静置数分钟，惯性传感器300的输出端与计算机相连接，用于读取惯性传感器300的输出数据；绝对值编码器260的输出端通过CAN-USB接入计算机，用于读取并解析绝对编码器260的测量数据；通过手柄213手动转动摇臂结构210来改变惯性传感器300的角度，角度变化范围为0-360°，通过传动杆220传动，由绝对编码器260获取转动的角位移数据，通过CAN-USB读取解析绝对编码器260采集的电信号，由计算机计算出传动杆220的角位移，进而换算成传动杆220的转动角度(θ1)，并以θ1作为待标定的惯性传感器300在相应轴向的转动角度的真实值；

由计算机读取惯性传感器300输出的的测量数据，并以此计算出惯性传感器300在相应轴向的转动角度(θ2)，θ2为待标定的惯性传感器300的转动角度的输出值；通过比较θ1与θ2之间差值，得出待标定的惯性传感器300相应轴向的误差模型；

通过上述操作分别对惯性传感器300的三个轴向进行数据采集和分析，得到相应轴向的误差模型，完成对惯性传感器300的标定。

虽然以上对本实用新型的一个或者多个实施方式进行了描述，但是本领域的普通技术人员应当知晓，本实用新型能够在不偏离其主旨与范围的基础上通过任意的其他的形式得以实施。因此，以上描述的实施方式属于示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，对于本技术领域的普通技术人员而言许多修改和替换均具有显而易见性。

Claims (10)

1.一种惯性传感器标定用装置，其特征在于，包括误差标定机构和用于支承所述误差标定机构的支撑架；

所述误差标定机构包括摇臂结构、传动杆和编码器；

所述摇臂结构用于为待标定的惯性传感器提供安装位置，并能够通过所述传动杆与所述编码器的输入轴实现同轴转动。

2.根据权利要求1所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述摇臂结构包括传感器固定板和传感器安装板，所述传感器安装板位置可调地设置在所述传感器固定板上。

3.根据权利要求2所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述传感器固定板上的两侧沿长度方向分别开设有多个均匀排布的固定孔，所述传感器安装板通过所述固定孔与所述传感器固定板相连接。

4.根据权利要求2所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述传感器固定板的一端与所述传动杆的一端相连接，所述传感器固定板的另一端上设置有手柄。

5.根据权利要求1所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述编码器为绝对编码器。

6.根据权利要求5所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述传动杆和所述绝对编码器的输入轴之间通过联轴器相连接。

7.根据权利要求1所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述支撑架上还设置有与所述传动杆相匹配的锁紧器，所述锁紧器上穿设有旋转手柄，用于调整所述锁紧器对所述传动杆施加的锁紧力。

8.根据权利要求7所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述锁紧器的数量为两个。

9.根据权利要求1所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述支撑架的一侧设置有提手。

10.根据权利要求1所述的惯性传感器标定用装置，其特征在于，所述支撑架的底部设置有支撑底板。