[發(fā)明專利]一種陀螺穩(wěn)定平臺的角位移測量方法

在審

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108303019A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張宇鵬;汪永陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明提供一種陀螺穩(wěn)定平臺角位移的測量方法，陀螺穩(wěn)定平臺包括方位軸、俯仰軸、第一電容傳感器和第二電容傳感器，所述測量方法包括以下步驟：在方位軸上設(shè)置方位軸偏心檢測弧面，以及在俯仰軸上設(shè)置俯仰軸偏心檢測弧面；根據(jù)電容傳感器預(yù)設(shè)的安裝距離，將第一電容傳感器固定在陀螺穩(wěn)定平臺的平臺框架上以檢測方位軸偏心檢測弧面，并將第二電容傳感器固定在陀螺穩(wěn)定平臺的平臺框架上以檢測俯仰軸偏心檢測弧面；根據(jù)方位軸偏心檢測弧面的第一偏心距和第一電容傳感器檢測到第一線位移得到方位軸的角位移，并根據(jù)俯仰軸偏心檢測弧面的第二偏心距和第二電容傳感器檢測到第二線位移得到俯仰軸的角位移。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光機結(jié)構(gòu)的測量方法領(lǐng)域，尤其涉及一種陀螺穩(wěn)定平臺的角位移測量方法。

背景技術(shù)

為了實現(xiàn)對同一目標采取多種方式的偵察和定位，常常需要機載陀螺穩(wěn)定平臺能夠在有限的體積范圍內(nèi)裝載多種任務(wù)載荷，因此提高機載陀螺穩(wěn)定平臺的載荷與體積比直接關(guān)系到陀螺穩(wěn)定平臺的使用效能。目前陀螺穩(wěn)定平臺多采用的是兩軸兩框架或兩軸四框架的結(jié)構(gòu)形式，此兩種結(jié)構(gòu)形式的共同特點是驅(qū)動電機和測角編碼器等元件都是串聯(lián)在方位旋轉(zhuǎn)軸和俯仰旋轉(zhuǎn)軸上，這直接限制了陀螺穩(wěn)定平臺在方位軸和俯仰軸方向上可裝載任務(wù)載荷的空間。盡管通過合理優(yōu)化方位軸和俯仰軸，以及選用軸向尺寸較小的電機、軸承和測角編碼器等元件可以在一定程度上增加陀螺穩(wěn)定平臺可裝載任務(wù)載荷的空間，但基于傳統(tǒng)兩軸兩框架或兩軸四框架結(jié)構(gòu)形式的陀螺穩(wěn)定平臺還是沒辦法大幅提高載荷和體積比。

傳統(tǒng)的陀螺穩(wěn)定平臺角位移的測量方法是在平臺方位軸的軸向方向上和俯仰軸系的軸向方向上分別串聯(lián)一個測量平臺的方位軸或俯仰軸旋轉(zhuǎn)角度的編碼器，如圖1所示，陀螺穩(wěn)定平臺包括俯仰軸11和編碼器12，編碼器12的外圈固定，內(nèi)圈與俯仰軸11的旋轉(zhuǎn)軸連接，旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動會帶動編碼器的內(nèi)圈一起轉(zhuǎn)動，使編碼器的內(nèi)外圈產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，從而測量出俯仰軸11的旋轉(zhuǎn)角度。但是該測量方法中編碼器12會占據(jù)方位軸或俯仰軸較大的軸向空間，且對于加工精度及裝調(diào)要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中編碼器會占據(jù)方位軸或俯仰軸較大的軸向空間，且對于加工精度及裝調(diào)要求較高的技術(shù)問題，提供一種陀螺穩(wěn)定平臺的角位移測量方法。

本發(fā)明提供一種實施例的陀螺穩(wěn)定平臺角位移的測量方法，陀螺穩(wěn)定平臺包括方位軸、俯仰軸、第一電容傳感器和第二電容傳感器，所述測量方法包括以下步驟：

在方位軸上設(shè)置方位軸偏心檢測弧面，以及在俯仰軸上設(shè)置俯仰軸偏心檢測弧面；

根據(jù)電容傳感器預(yù)設(shè)的安裝距離，將第一電容傳感器固定在陀螺穩(wěn)定平臺的平臺框架上以檢測方位軸偏心檢測弧面，并將第二電容傳感器固定在陀螺穩(wěn)定平臺的平臺框架上以檢測俯仰軸偏心檢測弧面；

根據(jù)方位軸偏心檢測弧面的第一偏心距和第一電容傳感器檢測到第一線位移得到方位軸的角位移，并根據(jù)俯仰軸偏心檢測弧面的第二偏心距和第二電容傳感器檢測到第二線位移得到俯仰軸的角位移。

本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：通過在方位軸上設(shè)置方位軸偏心檢測弧面，以及在俯仰軸上設(shè)置俯仰軸偏心檢測弧面，使得檢測方位軸偏心檢測弧面的第一電容傳感器和檢測俯仰軸偏心檢測弧面的第二電容傳感器布置在陀螺穩(wěn)定平臺的方位軸和俯仰軸的軸線方向以外的位置上，這樣減小了陀螺穩(wěn)定平臺在方位軸和俯仰軸的軸向尺寸，從而增加了陀螺穩(wěn)定平臺在方位軸和俯仰軸的兩個軸向上的可裝載任務(wù)載荷空間。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中具有軸系的陀螺穩(wěn)定平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明陀螺穩(wěn)定平臺角位移的測量方法一種實施例的流程圖。

圖3為本發(fā)明電容傳感器一種實施例的安裝示意圖。

圖4為本發(fā)明電容傳感器偏心法測量原理圖。

圖5為本發(fā)明測量方法的試驗裝置一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。