CN211538235U - 一种高精度精密离心机动平衡调整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高精度精密离心机动平衡调整装置，用于对精密离心机高速运转时的回转误差补偿。其装置包括微动装置(1)、配平衡装置(2)、平面镜(3)、棱镜组件(4)、光电自准直仪(5)，光管支架(6)等部分。两个微动装置(1)安装在离心机台面上，位于X和Y方向，配平衡装置(2)安装于微动装置(1)对面，以主轴对称分布，台面中心安装一块平面镜(3)，台面上方放置一个棱镜组件(4)和光电自准直仪(5)。通过动平衡调整装置，能够对精密离心机在高速运动过程中产生的回转误差进行实时监测与采集，并通过执行机构来对存在的误差进行补偿，提高***的精度和稳定性。本实用新型装置结构设计合理，成本低，工作方式简便，易于实现，具有很好的实用性和适用性，具有重要的工程实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高精度精密离心机动平衡调整装置，该装置各个组件设计合理、减小了精密离心机高速旋转状态下产生的实时精度误差，极大的提高了精密离心机高速运行时的精度和稳定性。
背景技术
精密离心机是一种通过角运动来复现加速度物理量值，来校验线加速度计、陀螺、惯性导航制导***的检测设备，它是标定加速度计的一种重要惯导测试设备，加速度计的标定精度很大程度取决于高精度精密离心机所产生的加速度的准确度和姿态准确度，因此提高精密离心机的***准确度，减小***高速运行时产生的精度误差，对于提高加速度的测试精度和标定精度是一种重要的技术手段。
在惯性导航和制导***中，加速度计是惯导***的核心器件，其性能直接影响了整个惯导***的控制精度，因此对加速度计的性能进行标定是一项重要的测试工作。目前，高精度精密离心机已经成为导航控制运动中的必要装备，是标定离心加速度计的重要检测设备，随着加速度计的精度要求越来越高，普通离心机的技术状态已经不能完成对加速度计的精确标定，因此对离心机的精度误差提出了更高的要求。为了解决上述问题，提高精密离心机的动态精度，需要设计一套动平衡调整装置来对精密离心机高速旋转运动时产生的精度误差进行补偿和减小。
实用新型内容
本实用新型的目的在于设计实用新型一种精密离心机动平衡装置来补偿精密离心机在高速运转工作状态下产生的精度误差，以提高精密离心机的动态精度和运行稳定性。
本实用新型的技术解决方案是：一种高精度精密离心机动平衡调整装置，由微动装置(1)、配平衡装置(2)、平面镜(3)、棱镜组件 (4)、光电自准直仪(5)、光管支架(6)组成，其特征在于：一种高精度精密离心机动平衡调整装置需安装在离心机的台面上，设计有两个完全相同的微动装置(1)，分别位于离心机台面的X方向和Y方向，在同一方向的另一端安装一块和微动装置(1)等质量的配平衡装置，和微动装置(1)以主轴对称分布，台面中心安装一块平面镜 (3)，台面上方放置一个棱镜组件(4)和光电自准直仪(5)，用于监测实时的位置信息，并采集数据进行反馈。根据反馈得到的数据进行数据处理得到回转误差精度，根据误差值的大小，来控制微动装置 (1)中的电机组件(8)进行转动，电机转动带动滑杆(10)转动，滑杆(10)和滑块(9)通过螺纹连接，滑杆(10)驱动滑块(9)在直线方向上运动。滑块(9)在不同的位置，能够影响台面的重心位置，从而能够使***达到动平衡状态，对回转误差进行补偿，提高***精度。
上述方案的原理的是：离心机***精度误差主要来源于安装半径、静态俯仰失准角、静态方位失准角，动平衡和离心机的转速。而当离心机高速运行时，动平衡因素带来的误差影响较大，动平衡对轴的作用，使主轴的回转精度变差，回转误差增大，从而产生波动影响安装半径、静态俯仰失准角、静态方位失准角，进而影响到离心机的***精度和稳定性。本实用新型通过在台面安装微动装置(1)和回转精度采集***来实现对精密离心机动平衡的实时调整，对回转精度误差进行补偿，进而提高精密离心机的精度和稳定性。
微动装置(1)包括微动开关(7)、电机组件(8)、滑块(9)、滑杆(10)、箱体(11)、罩壳(12)、盖板(13)等部分。电机组件 (8)安装在微动装置(1)左侧，电机组件(8)与滑杆(10)相连，二者之间通过紧固螺钉固定，电机运行时能够带动滑杆(10)转动，滑块(9)与滑杆(10)之间通过螺纹相连，滑杆(10)的转动带动滑块(9)进行直线运动，通过调节滑块(9)的位置来调节微动装置 (1)的重心位置。滑杆(10)靠近运动轨道尽头设有两个微动开关 (7)，分布在左右两侧，起到电气保护作用，当滑块(9)与微动开关(7)接触时，***自动切断电机组件(8)的控制电源，避免滑块 (9)运动到轨道尽头无法继续运动时，将电机组件(8)烧坏的现象出现。
配平衡装置(2)为一个质量块，和微动装置(1)等质量，设有两个配平衡装置(2)，和微动装置(1)对称分布在离心机台面的X 方向和Y方向。此装置的作用是保证离心机台面质心和重心在台面圆心处重合，使X方向的微动装置和Y方向的微动装置工作状态完全一致时，台面处于动平衡状态，不会产生偏心现象。
平面镜(3)用于辅助光电自准直仪(5)对实时的位置误差信息进行采集，平面镜(3)安装在台面的中心位置，旋转主轴，调整镜面和主轴垂直。平面镜上方装有一个棱镜组件(4)，配合光管使用，来测量位置信息。
光电自准直仪(5)是一种能够快速采集数据，采集频率很高的一类光电自准直仪，通过平面镜(3)可以实时的对离心机的位置信息进行采样，并进行传输。实际工作过程中，光管和被测轴机座需放置在同一水平隔振基础上，光电自准直仪(5)在工作过程中能够得到各相应角位置上水平坐标X向的读数Wxi，和各相应角位置上光管垂直坐标Y向的读数Wyi，测量值Wxi,Wyi是被测轴角位置的周期函数，分别展开成富氏级数,从中扣除光电自准直仪(5)零位和平面镜 (3)安装误差造成的零次和一次谐波分量,得到倾角回转误差的两个正交分量ΔWyi和ΔWxi,计算出的回转误差为:
光电自准直仪(5)将采集到的位置信息传输给控制计算机，计算机进行处理后，得到实时位置的回转精度，从而得到回转误差，根据得到的回转误差，可确定X和Y方向上微动装置(1)滑块的运动方式，转换成电机的控制量，通过滑环(电机线和滑环相连)传递给微动装置(1)里的电机组件(8)，驱动电机旋转运动，带动滑块在 X轴或Y轴方向上移动，到达指定位置后停止，使***维持在动平衡状态下，实现对回转误差的补偿，提高精密离心机的***精度和稳定性。
本实用新型装置对精密离心机高速运转的回转精度误差进行了补偿，通过微动装置在X和Y方向上的移动，来改变离心机的不平衡状态，实现动平衡调整，从而提高了精密离心机的***精度和稳定性。本实用新型装置结构设计合理，成本低，工作方式简便，易于实现，具有很好的实用性和适用性，具有重要的工程实用价值。
附图说明
图1为本实用新型一种高精度精密离心机动平衡调整装置示意图。
图2为本实用新型一种高精度精密离心机动平衡调整装置中微动装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步的说明。
如图1所示，为本实用新型一种高精度精密离心机动平衡调整装置结构示意图。高精度精密离心机动平衡调整装置由微动装置(1)、配平衡装置(2)、平面镜(3)、棱镜组件(4)、光电自准直仪(5)、光管支架(6)等部分组成。
微动装置(1)、配平衡装置(2)、平面镜(3)安装在离心机的台面上，两个微动装置(1)结构完全相同，分布在台面X方向和Y 方向上，配平衡装置(2)位于微动装置(1)的对面，也在X轴和Y 轴上。棱镜组件(4)和光电自准直仪(5)在台面上方，用于测量当前角位置信息，并进行传输处理，得到回转误差。
微动装置(1)的结构图如图2所示，微动调节(1)装置包括微动开关(7)、电机组件(8)、滑块(9)、滑杆(10)、箱体(11)、罩壳(12)、盖板(13)等部分。电机组件(8)安装在微动装置(1) 左侧，电机轴与滑杆(10)相连，二者之间通过紧固螺钉固定，电机运行时能够带动滑杆(10)转动，滑块(9)与滑杆(10)之间通过螺纹相连，滑杆(10)的转动带动滑块(9)进行直线运动，通过调节滑块(9)的位置来调节微动装置(1)的重心位置。滑杆(10)靠近运动轨道尽头设有两个微动开关(7)，分布在左右两侧，起到电气保护作用，当微动滑块(9)与微动开关(7)接触时，***自动切断电机组件(8)的控制电源，避免滑块(9)运动到轨道尽头无法继续运动时，将电机组件(8)烧坏的现象出现。微动装置(1)中的电机组件(8)能够通过输入信号，来进行相应的旋转运动，带动滑块(9) 进行运动到相应的位置，达到平衡后停止运动。
精密离心机稳定工作时，由于动平衡对轴的作用，会使得旋转的轴系存在一个回转误差。通过光电自准直仪(5)实时采集数据，得到实时的角位置信息，并通过计算得到轴系的回转误差，根据得到回转误差的大小计算出台面的重心需要变化的量，转换成台面两个微动装置(1)里的滑块(9)在X轴和Y轴方向上的直线运动，根据滑块 (9)需要做的位移运动，来确定需要给电机组件(8)的控制量的大小，通过对电机组件(8)的控制，最终来控制滑块(9)的运动，使其运动到能够使离心机台面达到动平衡状态的位置，当达到稳定状态后，滑块(9)停止运动，确保离心机维持当前状态稳定运行，从而提高了精密离心机的***精度，减小了回转误差带来的精度影响。
Claims (7)
1.一种高精度精密离心机动平衡调整装置，包括微动装置(1)、配平衡装置(2)、平面镜(3)、棱镜组件(4)、光电自准直仪(5)、光管支架(6)，其特征在于：采用对离心机运动时的回转误差进行实时监测并进行误差补偿，来提高***的精度和稳定性。
2.根据权利要求1所述的一种高精度精密离心机动平衡调整装置其特征在于：微动装置(1)包括微动开关(7)、电机组件(8)、滑块(9)、滑杆(10)、箱体(11)、罩壳(12)、盖板(13)，设有两个相同构造的微动装置，分布在台面的X轴和Y轴方向。
3.根据权利要求2所述的一种高精度精密离心机动平衡调整装置，其特征在于：微动开关(7)包括两个行程开关，分布在微动装置两侧，当滑块和微动开关接触时，切断电机的控制电源，避免出现滑块接触到直线运动轨道尽头无法移动时将电机烧坏。
4.根据权利要求2所述的一种高精度精密离心机动平衡调整装置，其特征在于：电机组件(8)包括一个伺服电机组件，通过紧固螺钉与滑杆(10)进行固定，通过电机的旋转运动来控制滑块(9)的位置，电机线通过台面上的接插件接入到台体滑环当中，滑块(9)与滑杆(10)之间通过螺纹连接，此结构能够将电机的旋转运动转换成滑块的直线运动，控制滑块的位置，滑块(9)材料选用45钢，集成了微动装置的大部分质量，能够改变微动装置的质心位置。
5.根据权利要求2所述的一种高精度精密离心机动平衡调整装置，其特征在于：箱体(11)、罩壳(12)、盖板(13)为微动装置的框架结构，材料采用2A12铝合金，将整个微动装置集成为一个封闭的结构，不易受外部干扰因素的影响。
6.根据权利要求1所述的一种高精度精密离心机动平衡调整装置，其特征在于：配平衡装置(2)包括一个实心的配重块，用于对***静止时的配平衡操作，其上设有螺纹孔，通过添加配重块来实现对配平衡装置质量的调整。
7.根据权利要求1所述的一种高精度精密离心机动平衡调整装置，其特征在于：平面镜(3)、棱镜组件(4)、光电自准直仪(5)、光管支架(6)是离心机位置信息的检测元件，位置信息由光电自准直仪检测，对离心机的位置信息进行采样，并进行传输，光电自准直仪放在光管支架上，和被测轴机座需放置在同一水平隔振基础上。
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| CN201921567147.3U CN211538235U (zh) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | 一种高精度精密离心机动平衡调整装置 |
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| CN211538235U true CN211538235U (zh) | 2020-09-22 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112718267A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种抗扰动自平衡精密离心机装置 |
| CN112718265A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种抗扰动精密离心机装置 |
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| CN117960407A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-05-03 | 苏州东菱振动试验仪器有限公司 | 一种离心机数据采集装置 |
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2019
- 2019-09-20 CN CN201921567147.3U patent/CN211538235U/zh active Active
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