CN216433017U

CN216433017U - 一种基于陀螺特性的单轴突停转台

Info

Publication number: CN216433017U
Application number: CN202121897464.9U
Authority: CN
Inventors: 张树侠; 李晓晓; 赵爱德; 余海盛; 付和平; 丛家刚; 罗明健
Original assignee: Jiujiang Guancheng Simulation Technology Co ltd
Current assignee: Jiujiang Guancheng Simulation Technology Co ltd
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2022-05-03
Anticipated expiration: 2031-08-13

Abstract

本实用新型公开了一种基于陀螺特性的单轴突停转台，包括X轴系、Y轴系、Z轴系；Y轴左轴一侧安装有Y轴力矩电机组件，Y轴右轴一侧安装有Y轴水平角度传感器；X轴上轴顶部通过台面过渡座与台面连接，X轴上轴一侧安装有X轴测角元件，X轴上轴通过框架上部与Y轴左轴及Y轴右轴连接，X轴下轴一侧安装有X轴外转子力矩电机，X轴下轴另一侧安装有光电感应片，光电感应片一侧安装有光电传感器，X轴下轴通过框架下部与Y轴左轴及Y轴右轴连接；Y轴左轴与Y轴右轴均通过Y轴Z轴连接过渡件与Z轴连接，Z轴安装有陀螺电机。本实用新型开发的突停转台能够实现更高的动态指标，突停时间可以达到5ms～10ms，甚至2ms，相邻震幅比可以达到0.3。

Description

一种基于陀螺特性的单轴突停转台

技术领域

本实用新型涉及检测设备技术领域，具体来说，涉及一种基于陀螺特性的单轴突停转台，用于进行陀螺的动态性能测试。

背景技术

突停转台主要应用于仪表性能的测试环节，测试时，使转台在某恒定速率运转状态下突然停止转动，以此来测定角速率陀螺仪（或其他角速率传感器）的动态特性，突停动态指标越高越能检测待测仪表的真实性能。现有突停转台的突停动态指标低，振荡周期长，而且相邻振幅比大。采用传统的突停方案，比如刚性挡块、电磁刹车机构或电机自身停转，要达到突停时间更短的目标，则突停反力矩将很大。对于单轴转台的突停时间，传统的做法受转动部分转动惯量大小的制约，突停时间一般可做到60ms～70ms。而为了测试、标定角速率陀螺的动态特性，用户希望突停时间能做到5ms～10ms甚至2ms，基于传统思路很难在工程上去实现这一指标。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种基于陀螺特性的单轴突停转台，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于陀螺特性的单轴突停转台，包括壳体，所述壳体内部设有X轴系、Y轴系、Z轴系；所述Y轴系包括Y轴左支撑组件和Y轴右支撑组件，所述Y轴左支撑组件连接有Y轴左轴，所述Y轴左轴一侧安装有Y轴力矩电机组件，所述Y轴力矩电机组件通过Y轴电机安装支架固定，所述Y轴左轴通过Y轴Z轴连接过渡件一与Z轴连接，所述Y轴右支撑组件连接有Y轴右轴，所述Y轴右轴一侧安装有Y轴水平角度传感器，所述Y轴右轴通过Y轴Z轴连接过渡件二与所述Z轴连接；所述X轴系包括X轴上支撑组件和X轴下支撑组件，所述X轴上支撑组件连接有X轴上轴，所述X轴上轴顶部通过台面过渡座与台面连接，所述X轴上轴一侧安装有X轴测角元件，所述X轴上轴通过框架上部与所述Y轴左轴及所述Y轴右轴连接，所述X轴下支撑组件连接有X轴下轴，所述X轴下轴一侧安装有X轴外转子力矩电机，所述X轴下轴另一侧安装有光电感应片，所述光电感应片一侧安装有光电传感器，所述X轴下轴通过框架下部与所述Y轴左轴及所述Y轴右轴连接；所述Z轴安装有陀螺电机。

优选地，所述壳体底部设有三个可调整地脚。

优选地，所述X轴下轴内部设有X轴导电滑环。

优选地，所述壳体侧面装有散热风扇。

优选地，所述壳体底部连接有底盖板，所述光电传感器安装在所述底盖板之上。

优选地，所述框架下方设有安装过渡支架，所述安装过渡支架侧边与所述壳体内壁连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用陀螺仪进动特性这样一个新原理、新概念的方案来达到缩短突停时间的目的。本实用新型开发的突停转台能够实现更高的动态指标，突停时间可以达到5ms～10ms，甚至2ms，相邻震幅比可以达到0.3，可以为角速率陀螺仪（或其他角速率传感器）提供一个阶跃脉冲角加速度输出信息，考核、测定角速率陀螺仪的动态特性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的单轴突停转台的正视图；

图2是根据本实用新型实施例所述的单轴突停转台的左视图；

图3是根据本实用新型实施例所述的单轴突停转台的技术原理图；

图中：1、壳体；2、Y轴左支撑组件；3、Y轴右支撑组件；4、Y轴左轴；5、Y轴力矩电机组件；6、Y轴电机安装支架；7、Y轴Z轴连接过渡件一；8、Z轴；9、Y轴右轴；10、Y轴水平角度传感器；11、Y轴Z轴连接过渡件二；12、X轴上支撑组件；13、X轴下支撑组件；14、X轴上轴；15、台面过渡座；16、台面；17、X轴测角元件；18、框架；19、X轴下轴；20、X轴外转子力矩电机；21、光电感应片；22、光电传感器；23、陀螺电机；24、可调整地脚；25、X轴导电滑环；26、散热风扇；27、底盖板；28、安装过渡支架。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，根据本实用新型实施例所述的基于陀螺特性的单轴突停转台，包括壳体1，所述壳体1内部设有X轴系、Y轴系、Z轴系；所述Y轴系包括Y轴左支撑组件2和Y轴右支撑组件3，所述Y轴左支撑组件2连接有Y轴左轴4，所述Y轴左轴4一侧安装有Y轴力矩电机组件5，所述Y轴力矩电机组件5通过Y轴电机安装支架6固定，所述Y轴左轴4通过Y轴Z轴连接过渡件一7与Z轴8连接，所述Y轴右支撑组件3连接有Y轴右轴9，所述Y轴右轴9一侧安装有Y轴水平角度传感器10，所述Y轴右轴9通过Y轴Z轴连接过渡件二11与所述Z轴8连接；所述X轴系包括X轴上支撑组件12和X轴下支撑组件13，所述X轴上支撑组件12连接有X轴上轴14，所述X轴上轴14顶部通过台面过渡座15与台面16连接，所述X轴上轴14一侧安装有X轴测角元件17，所述X轴上轴14通过框架18上部与所述Y轴左轴4及所述Y轴右轴9连接，所述X轴下支撑组件13连接有X轴下轴19，所述X轴下轴19一侧安装有X轴外转子力矩电机20，所述X轴下轴19另一侧安装有光电感应片21，所述光电感应片21一侧安装有光电传感器22，所述X轴下轴19通过框架18下部与所述Y轴左轴4及所述Y轴右轴9连接；所述Z轴8一侧安装有陀螺电机23；所述壳体1底部设有三个可调整地脚24；所述X轴下轴19内部设有X轴导电滑环25；所述壳体1侧面装有散热风扇26；所述壳体1底部连接有底盖板27，所述光电传感器22安装在所述底盖板27之上；所述框架18下方设有安装过渡支架28，所述安装过渡支架28侧边与所述壳体1内壁连接。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

本实用新型的技术原理：

对于单轴转台突停时间，传统的做法受转动部分转动惯量大小的制约，突停时间一般可做到60ms～70ms。而为了测试、标定角速率陀螺的动态特性，用户希望突停时间能做到5ms～10ms甚至2ms。为此本实用新型采用陀螺仪进动特性这样一个新原理、新概念的方案来达到缩短突停时间的目的。众所周知，依据陀螺仪动量矩原理，高速旋转的陀螺具有定轴性、进动性和陀螺力矩三大特性。由于施加陀螺仪的外力矩会和陀螺力矩相平衡，所以陀螺仪的极轴会产生与施加力矩相垂直方向的进动。根据理论分析可知，进动是无惯性的，有力矩就会进动，无力矩进动运动就会立即停止。

在如图3所示的右手直角坐标系中，当陀螺电机23内框绕Z轴以12000r/min的速度高速旋转时，产生陀螺效应；根据高速旋转陀螺的特性，当Y轴力矩电机组件5施加的外力矩加载到Y轴上时，X轴上会产生进动角速度，同时会产生一沿Y轴正向的陀螺力矩；与大小相等，方向相反。为了保证单轴速率转台转速的速率精度和速率平稳度，在X轴下方安装了一台X轴外转子力矩电机20，以施加沿X轴方向的力矩，使陀螺极轴H保持水平。为了测量H轴是否在水平面内，在Y轴上装有一个Y轴水平角度传感器10。根据进动是无惯性的理论，有力矩就会有进动，无力矩进动运动就会立即停止。当外加力矩撤销时，X轴上的进动角速度=0，就可以实现快速突停。

在具体使用时：

Y轴力矩电机组件5提供外部力矩，从而产生单轴速率转台的转动角速度；Y轴左支撑组件2和Y轴右支撑组件3共同为Y轴旋转提供支撑；Y轴水平角度传感器10用于实时监测陀螺旋极轴H是否水平，是否与X轴垂直；测出的偏角转换成相应的力矩，可以通过X轴外转子力矩电机20施加绕X轴方向的力矩，使陀螺极轴H保持水平，从而解决转轴抖动的问题；X轴测角元件17用于检测X轴旋转的角位置；光电感应片21与光电传感器22的组合用于实现X轴的限位；由于陀螺电机28高速旋转会产生热能，影响转台精度，故在壳体1侧面安装散热风扇26，便于散热；可调整地脚24用于调整设备水平；X轴导电滑环25用于保证Y向和Z向电气元件线缆以及台面上用户负载的电缆在回转轴回转过程中不缠绕，保证***的安全运行及用户数据的高效传输。

综上所述，借助本实用新型的上述技术方案，本实用新型开发的突停转台能够实现更高的动态指标，突停时间可以达到5ms～10ms，甚至2ms，相邻震幅比可以达到0.3，可以为角速率陀螺仪（或其他角速率传感器）提供一个阶跃脉冲角加速度输出信息，考核、测定角速率陀螺仪的动态特性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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

1.一种基于陀螺特性的单轴突停转台，其特征在于，包括壳体（1），所述壳体（1）内部设有X轴系、Y轴系、Z轴系；

所述Y轴系包括Y轴左支撑组件（2）和Y轴右支撑组件（3），所述Y轴左支撑组件（2）连接有Y轴左轴（4），所述Y轴左轴（4）一侧安装有Y轴力矩电机组件（5），所述Y轴力矩电机组件（5）通过Y轴电机安装支架（6）固定，所述Y轴左轴（4）通过Y轴Z轴连接过渡件一（7）与Z轴（8）连接，所述Y轴右支撑组件（3）连接有Y轴右轴（9），所述Y轴右轴（9）一侧安装有Y轴水平角度传感器（10），所述Y轴右轴（9）通过Y轴Z轴连接过渡件二（11）与所述Z轴（8）连接；

所述X轴系包括X轴上支撑组件（12）和X轴下支撑组件（13），所述X轴上支撑组件（12）连接有X轴上轴（14），所述X轴上轴（14）顶部通过台面过渡座（15）与台面（16）连接，所述X轴上轴（14）一侧安装有X轴测角元件（17），所述X轴上轴（14）通过框架（18）上部与所述Y轴左轴（4）及所述Y轴右轴（9）连接，所述X轴下支撑组件（13）连接有X轴下轴（19），所述X轴下轴（19）一侧安装有X轴外转子力矩电机（20），所述X轴下轴（19）另一侧安装有光电感应片（21），所述光电感应片（21）一侧安装有光电传感器（22），所述X轴下轴（19）通过框架（18）下部与所述Y轴左轴（4）及所述Y轴右轴（9）连接；

所述Z轴（8）安装有陀螺电机（23）。

2.根据权利要求1所述的基于陀螺特性的单轴突停转台，其特征在于，所述壳体（1）底部设有三个可调整地脚（24）。

3.根据权利要求1所述的基于陀螺特性的单轴突停转台，其特征在于，所述X轴下轴（19）内部设有X轴导电滑环（25）。

4.根据权利要求1所述的基于陀螺特性的单轴突停转台，其特征在于，所述壳体（1）侧面装有散热风扇（26）。

5.根据权利要求1所述的基于陀螺特性的单轴突停转台，其特征在于，所述壳体（1）底部连接有底盖板（27），所述光电传感器（22）安装在所述底盖板（27）之上。

6.根据权利要求1所述的基于陀螺特性的单轴突停转台，其特征在于，所述框架（18）下方设有安装过渡支架（28），所述安装过渡支架（28）侧边与所述壳体（1）内壁连接。