CN107941244A - 一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置及调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置，包括紧定杆、压紧板、压紧螺钉、中心定位块、转动基准座、转动摆杆、第一顶调螺钉、第二顶调螺钉及基座。第一顶调螺钉与中心定位块相接触，可以使中心定位块相对于水平面摆动，第二顶调螺钉与转动摆杆相接触可以带动转动摆杆及与转动摆杆连接的转动基准座相对于竖直平面摆动。通过旋转第一顶调螺钉，可以将第一失准角θ调整到第一预设范围内，通过旋转第二顶调螺钉，可以将第二失准角δ调整到第二预设范围内。采用本发明公开的三轴惯性***的交叉耦合调试装置能够降低交叉耦合调试时对操作人员的专业要求，提高调试效率，提高效率的一致性，实现精确微调。

Description

一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置及调试方法

技术领域

本发明涉及调试工装技术领域，尤其涉及一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置及调试方法。

背景技术

在一个三轴惯性***中，理论上敏感器件的三个轴应该是两两垂直的，如果惯性***在沿某一个轴旋转的时候，只应该在这个轴上有敏感信号的输出，另外两个轴的输出为零；但在实际生产中，由于安装误差的存在，势必会引起其他两个轴有信号输出存在，这种现象我们通常称为交叉耦合。交叉耦合对惯性***是有害的，直接影响到产品的性能、质量等级甚至合格与否，惯性***中的交叉耦合越小越好。为了减小交叉耦合带来的影响，在惯性***的生产过程中都有一个交叉耦合的调试技术，使得安装带来的误差控制在可允许的范围内。

某一种惯性***产品，包括了具有开口的产品框架以及安装在产品框架内的敏感器件，此敏感器件为线加速计，在现有技术中，对于这种惯性***的敏感器件的交叉耦合调试是由经验丰富的操作人员手工调试，这种调试方式对于操作人员的能力要求很高且效率低下、一致性差、不能实现精确微调。

随着这种产品需求量的急剧增加，以往的调试技术已远远不能满足需求，亟待一种高效的、可靠的新的交叉耦合调试方法的出现。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何降低交叉耦合调试时对操作人员的要求，提高调试效率，提高效率的一致性，实现精确微调。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置，包括紧定杆、压紧板、压紧螺钉、中心定位块、转动基准座、转动摆杆、第一顶调螺钉、第二顶调螺钉及基座，其中：

所述基座包括固定臂、转动基准固定块及调整块，两个所述固定臂设置在所述转动基准固定块的两侧，两个所述固定臂分别与产品框架的开口处的侧壁顶部连接，所述转动基准固定块设置在线加速计的安装位置的上方，所述转动基准固定块上竖直设置有转动基准孔，两块所述调整块相对设置在两个所述固定臂与所述转动基准固定块的连接处，两块所述调整块上相对设置有第二顶调螺钉孔；

所述转动基准座包括转动板及转动柱，所述转动柱下端与所述转动板连接，上端从下往上穿过所述转动基准孔与所述转动摆杆的一端连接，所述转动摆杆的另一端设置在两块所述调整块之间，两个所述第二顶调螺钉分别安装在两个所述第二顶调螺钉孔内且螺钉的顶端分别与所述转动摆杆的两侧面相接触，调整两个所述第二顶调螺钉能够使所述转动摆杆摆动从而带动所述转动柱转动；

所述转动板下端横向设置有圆柱状的调整柱，两个第一顶调螺钉孔分别竖向设置在所述转动板上位于所述调整柱两侧的位置处，所述中心定位块上端设置有与所述调整柱相配合的调整槽，两个所述第一顶调螺钉分别安装在所述转动板上的两个所述第一顶调螺钉孔内且螺钉的顶部分别与所述中心定位块的上端面相接触，调整两个所述第一顶调螺钉能够使所述中心定位块绕所述调整柱的轴心转动；

所述中心定位块下端沿所述调整槽的轴心方向分布设置有两块定位卡块，在所述中心定位块上位于所述调整槽的轴心的一侧的侧边上设置有竖直向下延伸的定位板，另一侧设置有压紧螺纹孔，所述压紧螺钉穿过所述压紧板上设置的过孔与所述压紧螺纹孔连接，所述紧定杆一端与所述压紧螺钉连接，另一端伸出所述产品框架的开口，转动所述紧定杆能够带动所述压紧螺钉转动从而将所述压紧板推向所述定位板，实现将所述线加速计压紧。

优选地，所述压紧螺钉在与所述紧定杆的连接处周向设置有多个连接孔，所述紧定杆穿过任意一个所述连接孔与所述压紧螺钉连接。

一种三轴惯性***的交叉耦合调试方法，上述的三轴惯性***的交叉耦合调试装置进行交叉耦合调试，包括如下步骤：

将所述线加速计置于所述中心定位块下端，使所述线加速计分别与两块定位卡块接触，实现所述线加速计的找中；

扳动所述紧定杆使得所述压紧板和所述中心定位块的定位板将所述线加速计压紧；

将所述基座的固定臂与所述产品框架的开口处的侧壁连接，所述线加速计由所述产品框架的开口伸入所述产品框架的内部；

旋转两个所述第一顶调螺钉使所述线加速计的第一失准角θ在第一预设范围内；

旋转两个所述第二顶调螺钉使所述线加速计的第二失准角δ在第二预设范围内；

向所述产品框架内灌入液体胶，使所述液体胶没过所述线加速计的下端面且不与所述三轴惯性***的交叉耦合调试装置相接触；

待所述液体胶固化后反向扳动所述紧定杆松开所述线加速计并将所述基座的固定臂与所述产品框架的开口处的侧壁分离。

优选地，所述液体胶的上表面与所述中心定位块的下端面的距离为2mm。

优选地，判断所述第一失准角θ在所述第一预设范围内与判断所述第二失准角δ在所述第二预设范围内的方法为：

将包括所述产品框架及所述线加速计的产品的输出端与一示波器相连，基于所述示波器显示的结果来判断所述第一失准角θ是否在所述第一预设范围内，基于所述示波器显示的结果来判断所述第二失准角δ是否在所述第二预设范围内。

综上所述，本发明公开了一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置，包括紧定杆、压紧板、压紧螺钉、中心定位块、转动基准座、转动摆杆、第一顶调螺钉、第二顶调螺钉及基座，其中：基座包括固定臂、转动基准固定块及调整块，两个固定臂设置在转动基准固定块的两侧，两个固定臂分别与产品框架的开口处的侧壁顶部连接，转动基准固定块设置在线加速计的安装位置的上方，转动基准固定块上竖直设置有转动基准孔，两块调整块相对设置在两个固定臂与转动基准固定块的连接处，两块调整块上相对设置有第二顶调螺钉孔；转动基准座包括转动板及转动柱，转动柱下端与转动板连接，上端从下往上穿过转动基准孔与转动摆杆的一端连接，转动摆杆的另一端设置在两块调整块之间，两个第二顶调螺钉分别安装在两个第二顶调螺钉孔内且螺钉的顶端分别与转动摆杆的两侧面相接触，调整两个第二顶调螺钉能够使转动摆杆摆动从而带动转动柱转动；转动板下端横向设置有圆柱状的调整柱，两个第一顶调螺钉孔分别竖向设置在转动板上位于调整柱两侧的位置处，中心定位块上端设置有与调整柱相配合的调整槽，两个第一顶调螺钉分别安装在转动板上的两个第一顶调螺钉孔内且螺钉的顶部分别与中心定位块的上端面相接触，调整两个第一顶调螺钉能够使中心定位块绕调整柱的轴心转动；中心定位块下端沿调整槽的轴心方向分布设置有两块定位卡块，在中心定位块上位于调整槽的轴心的一侧的侧边上设置有竖直向下延伸的定位板，另一侧设置有压紧螺纹孔，压紧螺钉穿过压紧板上设置的过孔与压紧螺纹孔连接，紧定杆一端与压紧螺钉连接，另一端伸出产品框架的开口，转动紧定杆能够带动压紧螺钉转动从而将压紧板推向定位板，实现将线加速计压紧。通过采用本发明公开的三轴惯性***的交叉耦合调试装置能够降低交叉耦合调试时对操作人员的要求，提高调试效率，提高效率的一致性，实现精确微调。

附图说明

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明公开的一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置的调试装配剖面示意图；

图2为本发明公开的一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置的调试装配俯视图；

图3为本发明公开的一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置的结构示意图；

图4为本发明中的产品框架的结构示意图；

图5为本发明中线加速计的结构示意图；

图6为本发明公开的一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置的中心定位块的结构示意图；

图7为本发明中线加速计的第一失准角的示意图；

图8为本发明中线加速计的第二失准角的示意图。

附图中的标号的对应关系为：紧定杆100、压紧板110、压紧螺钉120、中心定位块130、转动基准座140、转动摆杆150、第一顶调螺钉160、第二顶调螺钉170、基座180、固定臂181、转动基准固定块182、调整块183、产品框架190、线加速计200、转动板141、转动柱142、调整柱1411、调整槽131、定位卡块132、定位板133、压紧螺纹孔134。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图7所示，本发明公开了一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置，包括紧定杆100、压紧板110、压紧螺钉120、中心定位块130、转动基准座140、转动摆杆150、第一顶调螺钉160、第二顶调螺钉170及基座180，其中：

基座180包括固定臂181、转动基准固定块182及调整块183，两个固定臂181设置在转动基准固定块182的两侧，两个固定臂181分别与产品框架190的开口处的侧壁顶部连接，转动基准固定块182设置在线加速计200的安装位置的上方，转动基准固定块182上竖直设置有转动基准孔，两块调整块183相对设置在两个固定臂181与转动基准固定块182的连接处，两块调整块183上相对设置有第二顶调螺钉170孔；

转动基准座140包括转动板141及转动柱142，转动柱142下端与转动板141连接，上端从下往上穿过转动基准孔与转动摆杆150的一端连接，转动摆杆150的另一端设置在两块调整块183之间，两个第二顶调螺钉170分别安装在两个第二顶调螺钉170孔内且螺钉的顶端分别与转动摆杆150的两侧面相接触，调整两个第二顶调螺钉170能够使转动摆杆150摆动从而带动转动柱142转动；

转动板141下端横向设置有圆柱状的调整柱1411，两个第一顶调螺钉160孔分别竖向设置在转动板141上位于调整柱1411两侧的位置处，中心定位块130上端设置有与调整柱1411相配合的调整槽131，两个第一顶调螺钉160分别安装在转动板141上的两个第一顶调螺钉160孔内且螺钉的顶部分别与中心定位块130的上端面相接触，调整两个第一顶调螺钉160能够使中心定位块130绕调整柱1411的轴心转动；

中心定位块130下端沿调整槽131的轴心方向分布设置有两块定位卡块132，在中心定位块130上位于调整槽131的轴心的一侧的侧边上设置有竖直向下延伸的定位板133，另一侧设置有压紧螺纹孔134，压紧螺钉120穿过压紧板110上设置的过孔与压紧螺纹孔134连接，紧定杆100一端与压紧螺钉120连接，另一端伸出产品框架190的开口，转动紧定杆100能够带动压紧螺钉120转动从而将压紧板110推向定位板133，实现将线加速计200压紧。

在本发明中，基座180的固定臂181可通过快装螺钉安装在产品框架190上，因此产品框架190上也需要设置相应的快装螺钉孔，如图6所示，中心定位块130的两块定位卡块132与线加速计200线接触，实现对线加速计200的自动找中。

在本发明中通过旋转第一顶调螺钉160，可以将第一失准角θ调整到第一预设范围内，通过旋转第二顶调螺钉170，可以将第二失准角δ调整到第二预设范围内。采用本发明公开的三轴惯性***的交叉耦合调试装置能够降低交叉耦合调试时对操作人员的要求，提高调试效率，提高效率的一致性，实现精确微调。

具体实施时，压紧螺钉120在与紧定杆100的连接处周向设置有多个连接孔，紧定杆100穿过任意一个连接孔与压紧螺钉120连接。

当工装与产品框架190固定连接后，由于产品框架190的开口大小有限，若紧定杆100与压紧螺钉120固定连接，则紧定杆100的摆动会收到产品框架190的开口的限制，可能无法将线加速计200松开，因此，在压紧螺钉120上设置多个连接孔，紧定杆100***一个连接孔，当紧定杆100摆动到与产品框架190的开口相接触无法摆动时，将紧定杆100从此连接孔取出***另一连接孔，此时紧定杆100可继续摆动从而带动压紧螺钉120旋转。

本发明还公开了一种三轴惯性***的交叉耦合调试方法，使用上述的三轴惯性***的交叉耦合调试装置进行交叉耦合调试，包括如下步骤：

将线加速计200置于中心定位块130下端，使线加速计200分别与两块定位卡块132接触，实现线加速计200的找中；

扳动紧定杆100使得压紧板110和中心定位块130的定位板133将线加速计200压紧；

将基座180的固定臂181与产品框架190的开口处的侧壁顶部连接，线加速计200由产品框架190的开口伸入产品框架190的内部；

旋转两个第一顶调螺钉160使线加速计200的第一失准角θ在第一预设范围内；

旋转两个第二顶调螺钉170使线加速计200的第二失准角δ在第二预设范围内；

向产品框架190内灌入液体胶，使液体胶没过线加速计200的下端面且不与三轴惯性***的交叉耦合调试装置相接触；

待液体胶固化后反向扳动紧定杆100松开线加速计200并将基座180的固定臂181与产品框架190的开口处的侧壁分离。

具体实施时，液体胶的上表面与中心定位块130的下端面的距离为2mm。

为保证液体胶将线加速计200牢固的固定在产品框架190内又不与工装粘连，液体胶的上表面与中心定位块130的下端面的距离取2mm为宜。

具体实施时，判断第一失准角θ在第一预设范围内与判断第二失准角δ在第二预设范围内的方法为：

将包括产品框架190及线加速计200的产品的输出端与一示波器相连，基于示波器显示的结果来判断第一失准角θ是否在第一预设范围内，基于示波器显示的结果来判断第二失准角δ是否在第二预设范围内。

如图5、图7及图8所示，基于线加速计200建立坐标轴，I轴为输入方向，P轴为摆轴方向，O轴为输出方向。I/P平面内的失准角为第一失准角θ，I/O平面内的失准角δ，由于失准角的存在会引起交叉耦合，因此，通过示波器上显示的波形可以判断出失准角是否在预设范围内，当失准角在预设范围内时，则表示调试合格，产品的性能已满足要求。通过示波器来判断失准角是否符合要求与采用实体的角度测量装置相比，可以不受产品框架190的干扰。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种三轴惯性***的交叉耦合调试装置，其特征在于，包括紧定杆、压紧板、压紧螺钉、中心定位块、转动基准座、转动摆杆、第一顶调螺钉、第二顶调螺钉及基座，其中：

所述基座包括固定臂、转动基准固定块及调整块，两个所述固定臂设置在所述转动基准固定块的两侧，两个所述固定臂分别与产品框架的开口处的侧壁顶部连接，所述转动基准固定块设置在线加速计的安装位置的上方，所述转动基准固定块上竖直设置有转动基准孔，两块所述调整块相对设置在两个所述固定臂与所述转动基准固定块的连接处，两块所述调整块上相对设置有第二顶调螺钉孔；

所述转动基准座包括转动板及转动柱，所述转动柱下端与所述转动板连接，上端从下往上穿过所述转动基准孔与所述转动摆杆的一端连接，所述转动摆杆的另一端设置在两块所述调整块之间，两个所述第二顶调螺钉分别安装在两个所述第二顶调螺钉孔内且螺钉的顶端分别与所述转动摆杆的两侧面相接触，调整两个所述第二顶调螺钉能够使所述转动摆杆摆动从而带动所述转动柱转动；

所述转动板下端横向设置有圆柱状的调整柱，两个第一顶调螺钉孔分别竖向设置在所述转动板上位于所述调整柱两侧的位置处，所述中心定位块上端设置有与所述调整柱相配合的调整槽，两个所述第一顶调螺钉分别安装在所述转动板上的两个所述第一顶调螺钉孔内且螺钉的顶部分别与所述中心定位块的上端面相接触，调整两个所述第一顶调螺钉能够使所述中心定位块绕所述调整柱的轴心转动；

所述中心定位块下端沿所述调整槽的轴心方向分布设置有两块定位卡块，在所述中心定位块上位于所述调整槽的轴心的一侧的侧边上设置有竖直向下延伸的定位板，另一侧设置有压紧螺纹孔，所述压紧螺钉穿过所述压紧板上设置的过孔与所述压紧螺纹孔连接，所述紧定杆一端与所述压紧螺钉连接，另一端伸出所述产品框架的开口，转动所述紧定杆能够带动所述压紧螺钉转动从而将所述压紧板推向所述定位板，实现将所述线加速计压紧。

2.如权利要求1所述的三轴惯性***的交叉耦合调试装置，其特征在于，所述压紧螺钉在与所述紧定杆的连接处周向设置有多个连接孔，所述紧定杆穿过任意一个所述连接孔与所述压紧螺钉连接。

3.一种三轴惯性***的交叉耦合调试方法，其特征在于，使用如权利要求1或2所述的三轴惯性***的交叉耦合调试装置进行交叉耦合调试，包括如下步骤：

将所述线加速计置于所述中心定位块下端，使所述线加速计分别与两块定位卡块接触，实现所述线加速计的找中；

扳动所述紧定杆使得所述压紧板和所述中心定位块的定位板将所述线加速计压紧；

将所述基座的固定臂与所述产品框架的开口处的侧壁连接，所述线加速计由所述产品框架的开口伸入所述产品框架的内部；

旋转两个所述第一顶调螺钉使所述线加速计的第一失准角θ在第一预设范围内；

旋转两个所述第二顶调螺钉使所述线加速计的第二失准角δ在第二预设范围内；

向所述产品框架内灌入液体胶，使所述液体胶没过所述线加速计的下端面且不与所述三轴惯性***的交叉耦合调试装置相接触；

待所述液体胶固化后反向扳动所述紧定杆松开所述线加速计并将所述基座的固定臂与所述产品框架的开口处的侧壁分离。

4.如权利要求3所述的三轴惯性***的交叉耦合调试方法，其特征在于，所述液体胶的上表面与所述中心定位块的下端面的距离为2mm。

5.如权利要求3所述的三轴惯性***的交叉耦合调试方法，其特征在于，判断所述第一失准角θ在所述第一预设范围内与判断所述第二失准角δ在所述第二预设范围内的方法为：

将包括所述产品框架及所述线加速计的产品的输出端与一示波器相连，基于所述示波器显示的结果来判断所述第一失准角θ是否在所述第一预设范围内，基于所述示波器显示的结果来判断所述第二失准角δ是否在所述第二预设范围内。