[發(fā)明專利]半球諧振子全局輪廓快速測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211001780.2
• 申請日: 2022-08-20
• 公開（公告）號: CN115371618A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙東方;崔俊寧;邊星元;譚久彬
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G01B21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

半球諧振子全局輪廓快速測量裝置屬于精密測量設(shè)備；該裝置復(fù)合兩個非接觸式測頭，半球諧振子軸線與非接觸式測頭軸線呈一定角度，配合半球諧振子沿自身軸線的旋轉(zhuǎn)，無需多次轉(zhuǎn)位，即可測量半球諧振子內(nèi)外球殼及中心桿的全局輪廓；本裝置針對半球諧振子設(shè)計，結(jié)構(gòu)獨特，可對半球諧振子尺寸及形位誤差進(jìn)行高速高精度測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密測量儀器，主要涉及一種高速高精密評定半球諧振子尺寸及形位誤差的測量儀器。

背景技術(shù)

半球諧振陀螺是一種新一代慣性導(dǎo)航設(shè)備，其具有精度高、體積小、抗沖擊能力強、壽命長、可靠性高等獨特優(yōu)點，由于陀螺的優(yōu)良性能，軍事和民用領(lǐng)域均對其有巨大的需求。

半球諧振子作為半球諧振陀螺的核心和敏感部件，采用硬脆的石英玻璃材料制作，為具有中心支撐桿的半球形薄殼結(jié)構(gòu)，諧振子的振動特性直接決定陀螺工作性能。但由于加工誤差的存在，半球諧振子結(jié)構(gòu)存在不同程度的形位誤差，這些誤差引起的諧振子模態(tài)不匹配現(xiàn)象嚴(yán)重影響陀螺性能。

現(xiàn)通常采用坐標(biāo)測量、輪廓掃描的方法對諧振子進(jìn)行測量評定，但由于諧振子的特殊結(jié)構(gòu)，坐標(biāo)測量的方法需要諧振子進(jìn)行多次轉(zhuǎn)位，測量速度較慢，存在測量誤差，高精度測量受限于探針長度難以測量諧振子內(nèi)輪廓。輪廓掃描的方法需要將二維輪廓數(shù)據(jù)通過誤差分離、數(shù)據(jù)處理后方可對其形位誤差進(jìn)行評定，測量誤差較大。現(xiàn)有測量手段難以滿足半球諧振子高速高精度測量評定的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，結(jié)合當(dāng)前半球諧振陀螺產(chǎn)能的巨大需求，研究設(shè)計了一種半球諧振子形位誤差專用測量裝置，無需多次轉(zhuǎn)位，一次測量半球諧振子內(nèi)外輪廓形位誤差。不僅可以適應(yīng)和滿足半球諧振子的精密測量使用、而且實現(xiàn)測量精度高、測量重復(fù)性好、測量速度快、效率高的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種半球諧振子全局輪廓快速測量裝置，內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2使用測頭固定架固定，內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2測量點重合。半球諧振子5置于內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2測量范圍之內(nèi)，半球諧振子5軸線與內(nèi)輪廓測頭1、外輪廓測頭2光束軸線呈一定角度，半球諧振子5沿其自身軸線旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新性及產(chǎn)生的良好效果在于：

1)復(fù)合兩個非接觸式測頭，可以有效測量諧振子內(nèi)外輪廓，且不會對諧振子本身造成損傷；

2)無需多次轉(zhuǎn)位固定，一次測量獲得半球諧振子全部內(nèi)外輪廓數(shù)據(jù)，提高測量速度；同時測量數(shù)據(jù)無需多次處理，測量精度極高；

3)半球諧振子軸線與內(nèi)輪廓測頭、外輪廓測頭光束軸線呈一定角度布置，有效的消除了非接觸測量中半球諧振子球殼大傾角部位的測量盲區(qū)，可以有效的對半球諧振子薄壁殼體內(nèi)外輪廓及中心支撐桿進(jìn)行全局測量。

附圖說明

圖1為裝置示意圖

圖中件號說明：1、內(nèi)輪廓測頭；2、外輪廓測頭；3、測頭固定架；4、測頭光纖接口；5、半球諧振子；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

一種半球諧振子全局輪廓快速測量裝置，內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2使用測頭固定架3固定，內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2測量點重合；測頭固定架3可沿橫向、縱向、立向運動；半球諧振子5置于內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2測量范圍之內(nèi)，半球諧振子5軸線與內(nèi)輪廓測頭1、外輪廓測頭2光束軸線呈一定角度，半球諧振子5沿其自身軸線旋轉(zhuǎn)。

內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2使用非接觸式測頭。

內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2與控制器通過光纖連接，將檢測到的信號反饋至控制器，由于內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2測量點重合，因此在橫向、縱向、立向移動測頭固定架3，內(nèi)輪廓測頭1和外輪廓測頭2可以分別對諧振子內(nèi)外輪廓進(jìn)行測量。