[發(fā)明專利]慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能測試系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101545790A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 劉瑞;陳杏藩;劉承;舒曉武
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01M7/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發(fā)明涉及慣性器件的性能測試系統(tǒng)，尤其涉及一種慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能測試系統(tǒng)。

背景技術

慣性器件是陀螺儀、加速度計和陀螺穩(wěn)定平臺等慣性測量裝置的總稱，依據(jù)慣性力或慣性力矩測量載體相對慣性空間的角速度或加速度。慣性器件是慣性導航系統(tǒng)中的核心器件，其性能直接影響慣性導航系統(tǒng)的性能，所以需在使用前對其進行相應應用條件下的性能測試。除測試慣性器件在旋轉(zhuǎn)、溫度、振動等單一擾動下的響應外，測試其在旋轉(zhuǎn)、振動同時擾動下的響應——“旋轉(zhuǎn)振動性能”因更符合實際應用環(huán)境，已列入許多項目的試驗要求。

現(xiàn)有文獻提到的測試慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能的試驗方法為：將“堅固”的速率臺安裝在振動臺上，在施加繞某軸旋轉(zhuǎn)擾動的同時施加與該軸平行或垂直方向的振動擾動。該方法存在的問題為：實際中速率臺無法滿足上文中的“堅固”要求，即實際中尚無可在振動臺提供的振動環(huán)境中正常工作的速率臺。所以上述方法不具備實際指導意義，而國內(nèi)外尚無其他測試慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能的方法、系統(tǒng)或試驗成功案例公開，因此設計一種在工程中可以實現(xiàn)的測試慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能的系統(tǒng)是解決現(xiàn)有問題的首要措施。

發(fā)明內(nèi)容

針對許多項目提出的對慣性器件進行旋轉(zhuǎn)振動性能測試的要求，同時國內(nèi)外尚無可行的測試慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能的方法或系統(tǒng)存在的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能測試系統(tǒng)，以解決背景技術中提到的問題。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

本發(fā)明包括由電機和電機控制器組成的轉(zhuǎn)速、方向可控的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)；包括由振動臺、振動控制儀和功率放大器組成的至少可沿一個水平方向振動且振動量級可控的振動實驗系統(tǒng)。本發(fā)明還包括旋轉(zhuǎn)振動工裝和數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)；其中：

1)旋轉(zhuǎn)振動工裝：包括轉(zhuǎn)軸、軸承、振動臺連接件、軟軸、電機軸連接件和轉(zhuǎn)接件；轉(zhuǎn)軸安裝在振動臺連接件中軸承孔中，伸出振動臺連接件一端的轉(zhuǎn)軸通過轉(zhuǎn)接件與待測慣性器件連接，伸出振動臺連接件另一端的轉(zhuǎn)軸與軟軸的一端同軸緊固，軟軸的另一端通過電機軸連接件與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)中的電機同軸緊固，振動臺連接件安裝在振動實驗系統(tǒng)中的振動臺上；

2)數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)測試盒、數(shù)據(jù)線、導電滑環(huán)和插座；待測慣性器件的數(shù)據(jù)線通過插座與數(shù)據(jù)線的一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端嵌入轉(zhuǎn)軸軸向凹槽后與裝在電機軸上的導電滑環(huán)內(nèi)環(huán)連接，導電滑環(huán)外環(huán)通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)測試盒連接，插座與所述旋轉(zhuǎn)振動工裝中轉(zhuǎn)接件固定。

所述的軸承內(nèi)圈與外圈無間隙配合。

本發(fā)明具有的有益效果是：

(1)電機通過可傳遞一定轉(zhuǎn)距且有一定柔度的軟軸驅(qū)動轉(zhuǎn)軸及待測慣性器件旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸與電機之間的振動位移由軟軸吸收，使電機在非振動條件下工作，從而使整套系統(tǒng)在工程中可以實現(xiàn)。

(2)振動臺通過內(nèi)外圈間無間隙的軸承驅(qū)動轉(zhuǎn)軸及待測慣性器件振動，軸承無間隙使其振動性能優(yōu)異。

(3)待測慣性器件通過內(nèi)環(huán)與其同步旋轉(zhuǎn)外環(huán)靜止的導電滑環(huán)將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)測試盒，待測慣性器件與數(shù)據(jù)測試盒之間的相對轉(zhuǎn)動由導電滑環(huán)吸收，使數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)中無數(shù)據(jù)線扭轉(zhuǎn)。

(4)首次公開了一種測試慣性器件旋轉(zhuǎn)振動性能的系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可測試各種慣性器件在繞其任一軸旋轉(zhuǎn)并沿與該軸平行或垂直方向振動時的性能。經(jīng)實驗驗證，該系統(tǒng)提供旋轉(zhuǎn)速度可達0～10000°/s，旋轉(zhuǎn)角度無限制，隨機振動可達10～2000Hz范圍內(nèi)1g²/Hz，正弦掃描振動可達10～2000Hz范圍內(nèi)30g。目前尚無其他可實現(xiàn)相同目標的測試系統(tǒng)及方法。

附圖說明

圖1是測試某慣性器件繞X軸旋轉(zhuǎn)在YZ平面內(nèi)振動時性能的系統(tǒng)外形示意圖。

圖2是圖1系統(tǒng)中安裝在振動臺上部分的截面圖。

圖3是圖1系統(tǒng)中安裝在電機上部分的截面圖。

圖4是測試某慣性器件繞X軸旋轉(zhuǎn)在與X軸平行方向振動時性能的系統(tǒng)外形示意圖。

圖5是測試某慣性器件繞Y軸旋轉(zhuǎn)在XZ平面內(nèi)振動時性能的系統(tǒng)外形示意圖。

圖中：1、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)，2、振動實驗系統(tǒng)，3、旋轉(zhuǎn)振動工裝，4、數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)，11、電機，12、電機控制器，13、電機軸，14、電機外殼，21、振動臺，22、振動控制儀，23、功率放大器，24、振動臺振動方向，31、轉(zhuǎn)軸，32、軸承，33、軸承緊固件，34、振動臺連接件，35、軟軸，36、電機軸連接件，37、轉(zhuǎn)接件，41、數(shù)據(jù)測試盒，42、數(shù)據(jù)線，43、導電滑環(huán)，44、插座，45、導電滑環(huán)內(nèi)環(huán)，46、導電滑環(huán)外環(huán)，51、待測慣性器件，52、待測慣性器件引出數(shù)據(jù)線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。