本發(fā)明涉及一種新型三軸絕對扭轉(zhuǎn)振動傳感器結(jié)構(gòu)，具體應(yīng)用于對扭轉(zhuǎn)振動角位移、角速度的測量。

背景技術(shù)：

在系統(tǒng)識別、系統(tǒng)控制、濾波器設(shè)計等方面，通常需要獲得系統(tǒng)的狀態(tài)量(位移、速度、加速度等)。目前，一般用陀螺儀或角加速度計來測量角速度和角加速度，對扭轉(zhuǎn)振動的絕對角位移測量的傳感器還很少見。如果通過對角速度或角加速度積分振動角位移，有時間遲滯和積分誤差帶來的誤差會嚴重惡化測量結(jié)果；若使用某些算法和濾波器來估計扭轉(zhuǎn)振動絕對角位移，因為系統(tǒng)有未知的時間遲滯，會使這些特定的算法和濾波器很難應(yīng)用在實際中；或通過雷達或激光技術(shù)來測量振動角位移，裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂、安裝困難，使其很難得到普遍應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明公開了一種新型三軸絕對扭轉(zhuǎn)振動傳感器結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可適用于很寬頻段上微幅扭轉(zhuǎn)振動的絕對角位移的測量，與此同時，該結(jié)構(gòu)具有反應(yīng)靈敏、結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾、使用可靠等特點。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種新型三軸絕對扭轉(zhuǎn)振動傳感器結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)球核1、外球殼4和連接桿2，所述內(nèi)球核和外球殼同心設(shè)置；所述連接桿的一端與內(nèi)球核連接，另一端伸出外球殼與被測對象連接；所述內(nèi)球核表面上設(shè)置有六個互不接觸的彈簧安裝點5，所述外球殼的內(nèi)表面上設(shè)置有六個互不接觸的彈簧安裝端6，彈簧安裝點與彈簧安裝端之間由彈簧3連接，連接同一彈簧的彈簧安裝點與彈簧安裝端之間距有最短的距離。

進一步，外球殼內(nèi)表面上的其中四個彈簧安裝端處于同一平面上。

進一步，外球殼內(nèi)表面上的其他兩個彈簧安裝端關(guān)于平面對稱。

進一步，由其中四個彈簧安裝端與外球殼圍成的圓具有最大的半徑；其他兩個彈簧安裝端與內(nèi)球核的球心在同一直線上。

進一步，所述直線垂直于圓。

進一步，所述連接桿與平面垂直。

進一步，所述連接桿垂直于平面且連接桿所在的直線通過內(nèi)球核的球心。

進一步，所述外球殼上設(shè)置有孔洞7，連接桿從孔洞伸出。

由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具以下有益技術(shù)效果：

本發(fā)明的一種新型三軸絕對扭轉(zhuǎn)振動傳感器結(jié)構(gòu)，通過連接桿安裝在被測對象上，安裝方便、使用可靠；該結(jié)構(gòu)在靜平衡位置附近具有準(zhǔn)零剛度特性，可以用此特性方便直接的測量扭轉(zhuǎn)振動的絕對角位移；整個傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，抗干擾能力強，可以適用于較寬頻段上微幅扭轉(zhuǎn)振動的角位移測量。

附圖說明

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中：

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。

如圖1所示，一種新型三軸絕對扭轉(zhuǎn)振動傳感器結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)球核1、外球殼4和連接桿2，所述內(nèi)球核和外球殼同心設(shè)置；所述連接桿的一端與內(nèi)球核連接，另一端伸出外球殼與被測對象連接；所述內(nèi)球核表面上設(shè)置有六個互不接觸的彈簧安裝點5，所述外球殼的內(nèi)表面上設(shè)置有六個互不接觸的彈簧安裝端6，彈簧安裝點與彈簧安裝端之間由彈簧3連接，連接同一彈簧的彈簧安裝點與彈簧安裝端之間距有最短的距離。在本實施例中，所述內(nèi)球核為實心球體結(jié)構(gòu)，

作為對本實施例的改進，外球殼內(nèi)表面上的其中四個彈簧安裝端處于同一平面上。

更優(yōu)的，外球殼內(nèi)表面上的其他兩個彈簧安裝端關(guān)于平面對稱。

作為對本實施例的改進，由其中四個彈簧安裝端與外球殼圍成的平面為圓，該圓具有最大的半徑；其他兩個彈簧安裝端與內(nèi)球核的球心在同一直線上。

更優(yōu)的，所述直線垂直于圓。

作為對本實施例的改進，所述連接桿與平面垂直。

更優(yōu)的，所述連接桿垂直于平面且連接桿所在的直線通過內(nèi)球核的球心。

作為對本實施例的改進，所述外球殼上設(shè)置有孔洞7，連接桿從孔洞伸出。

進一步的是：所述的空心外球殼可以做一些輕量化處理，只要保證六個彈簧安裝端連接為一個整體且保證足夠的剛度，其余部分可以空間對稱地開孔。

更進一步的是：所述內(nèi)球核、外球殼、彈簧組成的系統(tǒng)在靜平衡位置附近具有準(zhǔn)零剛度特性。通過連接桿傳遞到內(nèi)球核上的扭轉(zhuǎn)振動不會傳遞到外球殼上，外球殼一直保持相對靜止，內(nèi)球核與外球殼的相對扭轉(zhuǎn)振動即代表被測對象的絕對扭轉(zhuǎn)振動。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。