[發明專利]控制力矩陀螺動力特性測試的裝置及方法

在審

• 申請號: 201911087652.2
• 申請日: 2019-11-08
• 公開（公告）號: CN110672129A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 黃用華;胡敏;莊未;高振宇;趙逸舟;黃美發;鐘艷如;唐榮江;鐘永全
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01M17/007
• 代理公司: 45107 桂林市持衡專利商標事務所有限公司
• 代理人: 黃瑋

1.控制力矩陀螺動力特性測試的裝置，包括左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)，左、右力矩陀螺(1、2)分別安裝于左陀螺電機(3)和右陀螺電機(4)向上的輸出軸上，左、右陀螺電機(3、4)分別安裝于左進動電機(5)和右進動電機(6)的縱向輸出軸上，左、右進動電機(5、6)安裝于陀螺支撐架(7)上，所述陀螺支撐架(7)的左橫向轉軸(8)和右橫向轉軸(9)分別通過左軸承組件(10)和右軸承組件(11)安裝于陀螺測試臺(12)上，所述陀螺支撐架(7)左、右兩側的陀螺測試臺(12)上均設有輸入力矩傳遞機構和制動力矩傳遞機構，其中：

各制動力矩傳遞機構包括制動力矩傳感器和力矩制動器，所述力矩制動器的轉動軸連接制動力矩傳感器的輸入軸，所述制動力矩傳感器的輸出軸連接陀螺支撐架(7)對應的橫向轉軸；

各輸入力矩傳遞機構包括電磁離合器、力矩輸入電機和輸入力矩傳感器，所述力矩輸入電機的輸出軸通過降速齒輪傳動副連接輸入力矩傳感器的輸入軸，輸入力矩傳感器的輸出軸連接電磁離合器的輸入軸，電磁離合器的輸出軸通過等速齒輪傳動副連接力矩制動器的轉動軸；

各進動電機的輸出軸上設有測量進動角速度的增量編碼器和測量進動角度的絕對編碼器。

2.根據權利要求1所述的控制力矩陀螺動力特性測試的裝置，其特征在于：所述力矩制動器為磁粉制動器。

3.根據權利要求1所述的控制力矩陀螺動力特性測試的裝置，其特征在于：所述力矩輸入電機為長條電機。

4.根據權利要求1所述的控制力矩陀螺動力特性測試的裝置，其特征在于：各陀螺電機均為航模無刷電機。

5.根據權利要求1所述的控制力矩陀螺動力特性測試的裝置，其特征在于：各進動電機均為薄餅電機。

6.控制力矩陀螺動力特性測試的方法，其特征在于采用了如權利要求1～5中任意一項所述的控制力矩陀螺動力特性測試的裝置，其方案步驟為：

①、左力矩輸入電機和右力矩輸入電機提供主動力矩T1，左、右主動力矩T1分別通過對應的傳動路徑傳遞給左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)；

②、左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)分別在左陀螺電機(3)和右陀螺電機(4)的帶動下高速自轉，并分別在左進動電機(5)和右進動電機(6)帶動下發生進動，在自轉和進動作用下，左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)分別產生陀螺力矩；

③、左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)產生的陀螺合力矩T2在航向方向相互抵消，在橫滾方向用來平衡力矩輸入電機傳遞給力矩陀螺的主動力矩T1；

④、制動力矩傳感器測出陀螺合力矩T2，輸入力矩傳感器測出主動力矩T1；

⑤、進動電機轉軸上的增量編碼器測量出進動角速度、絕對編碼器測量出進動角度θ；

⑥、分別記錄力矩輸入電機在提供不同主動力矩T1情況下的不同陀螺合力矩T2、力矩陀螺的進動角速度和力矩陀螺的進動角度θ，根據記錄的數據在上位機PC上繪制出T1-和T1-θ的圖形曲線，通過曲線擬合得出兩兩之間的函數關系，最終分析獲得因變量為陀螺合力矩T2，自變量為進動角速度和進動角度θ三者的變量函數蘊含關系。