本發(fā)明屬于慣性測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)，本發(fā)明還涉及該車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)的測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

隨著慣性導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)慣性測(cè)試設(shè)備的需求愈來(lái)愈多，對(duì)其性能指標(biāo)的要求也越來(lái)越高。在慣性系統(tǒng)測(cè)試中，除了必要的電子測(cè)量?jī)x器、記錄儀器、高精度多功能的安裝夾具外，還需要一種具有能使慣性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種位置、安裝方法、以及某些運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、伺服跟蹤等功能的專(zhuān)用設(shè)備，即慣性系統(tǒng)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)。利用轉(zhuǎn)臺(tái)可以對(duì)慣性系統(tǒng)進(jìn)行研究，建立數(shù)學(xué)模型，檢定其精度等級(jí)，在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高系統(tǒng)的精度。目前國(guó)內(nèi)主要的慣導(dǎo)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)生產(chǎn)廠商大多僅提供大型、三軸多軸、固定安裝、多功能、高精度的產(chǎn)品。由于其為滿(mǎn)足通用性要求而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)復(fù)雜、售價(jià)很高，極大地限制了轉(zhuǎn)臺(tái)在慣導(dǎo)測(cè)試中的應(yīng)用。實(shí)際上，多樣化的市場(chǎng)需求尤其是眾多中小型慣導(dǎo)應(yīng)用單位對(duì)輕便易用、精度適中、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、售價(jià)低的轉(zhuǎn)臺(tái)更為急需，然而這類(lèi)轉(zhuǎn)臺(tái)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求有很大空缺。因此，研制小型化、單軸兩軸、車(chē)載安裝、中等精度、低成本的轉(zhuǎn)臺(tái)產(chǎn)品就成為轉(zhuǎn)臺(tái)生產(chǎn)行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)，解決現(xiàn)有技術(shù)中缺乏小型化、車(chē)載安裝、多用途、中等精度、低成本的兩軸慣導(dǎo)測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的問(wèn)題。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該轉(zhuǎn)臺(tái)的測(cè)試方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)，包括底座，底座的上表面安裝有U型外框，U型外框的開(kāi)口處兩端安裝有俯仰軸，俯仰軸的中部連接有橫滾軸組件；U型外框開(kāi)口處一端的外側(cè)安裝有用于控制俯仰軸旋轉(zhuǎn)角度的編碼器組件，U型外框開(kāi)口處另一端的外側(cè)安裝有用于驅(qū)動(dòng)俯仰軸旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

俯仰軸包括安裝在U型外框開(kāi)口處一端的俯仰半軸組件a、安裝在U型外框開(kāi)口處另一端的俯仰半軸組件b以及俯仰半軸組件a、俯仰半軸組件b之間連接的U型內(nèi)框，橫滾軸組件安裝在U型內(nèi)框的中部。

俯仰半軸組件a包括俯仰半軸a，U型外框開(kāi)口處的一端設(shè)置有套杯a，套杯a中安裝有軸承a，俯仰半軸a安裝在軸承a內(nèi)；套杯a的一端依次安裝有調(diào)整墊a和軸承端蓋a，套杯a的另一端安裝有端蓋a，端蓋a內(nèi)設(shè)置有油封a’，軸承端蓋a內(nèi)設(shè)置有油封a。

俯仰半軸組件b包括俯仰半軸b，U型外框開(kāi)口處的另一端設(shè)置有套杯b，套杯b中安裝有軸承b，俯仰半軸b安裝在軸承b內(nèi)；套杯b的一端依次安裝有調(diào)整墊b、軸承端蓋b和端蓋b，端蓋b內(nèi)設(shè)置有油封b。

用于控制俯仰軸旋轉(zhuǎn)角度的編碼器組件包括編碼器護(hù)罩a、編碼器a及編碼器安裝盤(pán)a，編碼器安裝盤(pán)a安裝在U型外框開(kāi)口處一端的外側(cè)，編碼器a的轉(zhuǎn)子套裝在俯仰半軸a遠(yuǎn)離U型內(nèi)框的一端，編碼器a的定子通過(guò)編碼器安裝盤(pán)a固定在U型外框上，編碼器a外部設(shè)置有編碼器護(hù)罩a。

用于驅(qū)動(dòng)俯仰軸旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)構(gòu)包括減速機(jī)安裝盤(pán)、減速機(jī)及電機(jī)a，減速機(jī)安裝盤(pán)安裝在U型外框開(kāi)口處另一端的外側(cè)，減速機(jī)通過(guò)減速機(jī)安裝盤(pán)安裝在U型外框上，減速機(jī)的空心軸套裝在俯仰半軸b遠(yuǎn)離U型內(nèi)框的一端，減速機(jī)的一端安裝有用于驅(qū)動(dòng)減速機(jī)的電機(jī)a。

橫滾軸組件包括橫滾外殼、電機(jī)b、編碼器b，橫滾外殼固定在U型內(nèi)框上，橫滾外殼的下方連接有橫滾外殼端蓋，橫滾外殼的內(nèi)側(cè)安裝有軸承c，橫滾外殼端蓋的內(nèi)側(cè)安裝有軸承d，軸承c與軸承d內(nèi)安裝有橫滾軸；橫滾軸的上部位于軸承c的上方從上到下依次安裝有軸承端蓋c和調(diào)整墊d，橫滾軸的下部位于軸承d的下方從上到下依次安裝有調(diào)整墊c和軸承端蓋d；軸承端蓋c和軸承端蓋d內(nèi)分別設(shè)置有油封c和油封d；橫滾軸的中部與電機(jī)b的轉(zhuǎn)子連接，電機(jī)b的定子通過(guò)電機(jī)壓環(huán)固定在橫滾外殼內(nèi)；橫滾軸的上端部連接有轉(zhuǎn)盤(pán)，編碼器b的定子通過(guò)編碼器安裝盤(pán)b固定在橫滾外殼內(nèi)位于軸承端蓋c的上方位置處，編碼器b的轉(zhuǎn)子套裝在橫滾軸上，編碼器b的外部設(shè)置有編碼器護(hù)罩b；橫滾軸的下端位于軸承端蓋d的下方設(shè)置有導(dǎo)電滑環(huán)，導(dǎo)電滑環(huán)的定子固定在軸承端蓋d上，導(dǎo)電滑環(huán)的轉(zhuǎn)子套裝在橫滾軸上，導(dǎo)電滑環(huán)的外部設(shè)置有導(dǎo)電滑環(huán)護(hù)罩。

電機(jī)a為大慣量交流伺服電機(jī)，減速機(jī)為高精度低回差輸出自鎖型蝸輪蝸桿減速機(jī)，電機(jī)b為無(wú)框盤(pán)式高速力矩電機(jī)。

底座為圓形，底座上設(shè)置有地腳螺栓孔。

本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是：

一種車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)的測(cè)試方法，具體步驟如下：

首先將慣性元件或慣性組件通過(guò)夾具安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)盤(pán)23上，通過(guò)電控系統(tǒng)控制俯仰半軸a12及俯仰半軸b27、橫滾軸42轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使慣性元件或慣性組件以預(yù)定的角速率運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)至預(yù)定的角位置；在此過(guò)程中，電控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)編碼器a13與編碼器b22檢測(cè)到的角位置、角速率信息，以及導(dǎo)電滑環(huán)43傳遞來(lái)的慣性元件或慣性組件的角位置、角速率信息進(jìn)行分析處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)慣性元件或慣性組件的測(cè)試、標(biāo)定及模擬。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)與目前現(xiàn)有的三軸、兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，零件少，制造成本低；2.傳動(dòng)鏈短，可靠性高，機(jī)械效率高、能耗低；3.控制精度適中，適合車(chē)載使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.底座，2.U型外框，3.調(diào)整墊c，4.擋油環(huán)，5.電機(jī)壓環(huán)，6.橫滾外殼，7.軸承c，8.油封c，9.調(diào)整墊d，10.軸承端蓋c，11.編碼器護(hù)罩a，12.俯仰半軸a，13.編碼器a，14.油封a，15.編碼器安裝盤(pán)a，16.軸承端蓋a，17.調(diào)整墊a，18.套杯a，19.軸承a，20.端蓋a，21.油封a’，22.編碼器b，23.轉(zhuǎn)盤(pán)，24.編碼器護(hù)罩b，25.編碼器安裝盤(pán)b，26.U型內(nèi)框，27.俯仰半軸b，28.端蓋b，29.軸承端蓋b，30.調(diào)整墊b，31.套杯b，32.減速機(jī)安裝盤(pán)，33.減速機(jī)，34.軸承b，35.油封b，36.電機(jī)a，37.電機(jī)b，38.橫滾外殼端蓋，39.軸承d，40.軸承端蓋d，41.油封d，42.橫滾軸，43.導(dǎo)電滑環(huán)，44.導(dǎo)電滑環(huán)護(hù)罩。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

本發(fā)明一種車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)，如圖1所示，包括底座1，底座1為圓形，底座1上設(shè)置有地腳螺栓孔。底座1的上表面用內(nèi)六角螺釘固定安裝有U型外框2，U型外框2的開(kāi)口處兩端安裝有俯仰軸，俯仰軸的中部連接有橫滾軸組件；U型外框2開(kāi)口處一端的外側(cè)安裝有用于控制俯仰軸旋轉(zhuǎn)角度的編碼器組件，U型外框2開(kāi)口處另一端的外側(cè)安裝有用于驅(qū)動(dòng)俯仰軸旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)構(gòu)。俯仰軸包括安裝在U型外框2開(kāi)口處一端的俯仰半軸組件a、安裝在U型外框2開(kāi)口處另一端的俯仰半軸組件b以及俯仰半軸組件a、俯仰半軸組件b之間連接的U型內(nèi)框26，橫滾軸組件安裝在U型內(nèi)框26的中部。

俯仰半軸組件a包括俯仰半軸a12，U型外框2開(kāi)口處的一端設(shè)置有套杯a18，套杯a18中安裝有軸承a19，具體地說(shuō)，是在套杯a18中安裝兩組面對(duì)面布置的角接觸球軸承a19，俯仰半軸a12安裝在軸承a19內(nèi)；套杯a18的一端用內(nèi)六角螺釘依次安裝有調(diào)整墊a17和軸承端蓋a16，套杯a18的另一端用內(nèi)六角螺釘安裝有端蓋a20，端蓋a20內(nèi)設(shè)置有油封a’21，軸承端蓋a16內(nèi)設(shè)置有油封a14。

俯仰半軸組件b包括俯仰半軸b27，U型外框2開(kāi)口處的另一端設(shè)置有套杯b31，套杯b31中安裝有軸承b34，具體地說(shuō)，是在套杯b31中安裝兩組面對(duì)面布置的角接觸球軸承b34，俯仰半軸b27安裝在軸承b34內(nèi)；套杯b31的一端用內(nèi)六角螺釘依次安裝有調(diào)整墊b30、軸承端蓋b29和端蓋b28，端蓋b28內(nèi)設(shè)置有油封b35。

用于控制俯仰軸旋轉(zhuǎn)角度的編碼器組件包括編碼器護(hù)罩a11、編碼器a13及編碼器安裝盤(pán)a15，編碼器安裝盤(pán)a15安裝在U型外框2開(kāi)口處一端的外側(cè)，編碼器a13的轉(zhuǎn)子套裝在俯仰半軸a12遠(yuǎn)離U型內(nèi)框26的一端，編碼器a13的定子通過(guò)編碼器安裝盤(pán)a15固定在U型外框2上，編碼器a13外部設(shè)置有編碼器護(hù)罩a11。

用于驅(qū)動(dòng)俯仰軸旋轉(zhuǎn)的減速機(jī)構(gòu)包括減速機(jī)安裝盤(pán)32、減速機(jī)33及電機(jī)a36，減速機(jī)安裝盤(pán)32安裝在U型外框2開(kāi)口處另一端的外側(cè)，減速機(jī)33通過(guò)減速機(jī)安裝盤(pán)32用外六角螺栓安裝在U型外框2上，減速機(jī)33的空心軸套裝在俯仰半軸b27遠(yuǎn)離U型內(nèi)框26的一端，減速機(jī)33的一端通過(guò)內(nèi)六角螺釘安裝有用于驅(qū)動(dòng)減速機(jī)33的電機(jī)a36。

橫滾軸組件包括橫滾外殼6、電機(jī)b37、編碼器b22，橫滾外殼6固定在U型內(nèi)框26上，橫滾外殼6的下方連接有橫滾外殼端蓋38，橫滾外殼6的內(nèi)側(cè)安裝有軸承c7，橫滾外殼端蓋38的內(nèi)側(cè)安裝有軸承d39，軸承c7與軸承d39內(nèi)安裝有橫滾軸42；橫滾軸42的上部位于軸承c7的上方從上到下依次安裝有軸承端蓋c10和調(diào)整墊d9，橫滾軸42的下部位于軸承d39的下方從上到下依次安裝有調(diào)整墊c3和軸承端蓋d40；軸承端蓋c10和軸承端蓋d40內(nèi)分別設(shè)置有油封c8和油封d41；橫滾軸42的中部與電機(jī)b37的轉(zhuǎn)子連接，電機(jī)b37的定子通過(guò)電機(jī)壓環(huán)5固定在橫滾外殼6內(nèi)；橫滾軸42的上端部連接有轉(zhuǎn)盤(pán)23，編碼器b22的定子通過(guò)編碼器安裝盤(pán)b25固定在橫滾外殼6內(nèi)位于軸承端蓋c10的上方位置處，編碼器b22的轉(zhuǎn)子套裝在橫滾軸42上，編碼器b22的外部設(shè)置有編碼器護(hù)罩b24；橫滾軸42的下端位于軸承端蓋d40的下方設(shè)置有導(dǎo)電滑環(huán)43，導(dǎo)電滑環(huán)43的定子固定在軸承端蓋d40上，導(dǎo)電滑環(huán)43的轉(zhuǎn)子套裝在橫滾軸42上，導(dǎo)電滑環(huán)43的外部設(shè)置有導(dǎo)電滑環(huán)護(hù)罩44。

本發(fā)明的圓形底座1、電機(jī)壓環(huán)5用碳素結(jié)構(gòu)鋼材料制成，俯仰半軸a12、俯仰半軸b27、橫滾軸42用合金結(jié)構(gòu)鋼材料制成，轉(zhuǎn)盤(pán)23用不銹鋼制成，U型外框2、U型內(nèi)框26用鑄鋁毛坯制成，套杯a18、套杯b31用合金結(jié)構(gòu)鋼材料制成，調(diào)整墊c3、調(diào)整墊d9、調(diào)整墊a17、調(diào)整墊b30用純銅材料制成，其余零件都用鋁合金材料制成。因此，所述的轉(zhuǎn)臺(tái)質(zhì)量較輕，適合車(chē)載使用。

本發(fā)明的俯仰半軸a12、U型內(nèi)框26、俯仰半軸b27、軸承a19、軸承b34、套杯a18、套杯b31、U型外框2構(gòu)成高精度軸系。電機(jī)a36為大慣量交流伺服電機(jī)，減速機(jī)33為高精度、低回差、輸出自鎖型蝸輪蝸桿減速機(jī)。電機(jī)a36通過(guò)減速機(jī)33驅(qū)動(dòng)俯仰軸旋轉(zhuǎn)；編碼器a13為光學(xué)測(cè)角敏感元件，提供俯仰軸的轉(zhuǎn)角信號(hào)作為位置反饋和速度反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證俯仰軸旋轉(zhuǎn)的角位置以及角速率精度。蝸輪蝸桿減速機(jī)33的降速增力作用減小了俯仰軸電機(jī)a36的驅(qū)動(dòng)力矩，蝸輪蝸桿減速機(jī)33輸出軸的自鎖性能使俯仰軸在系統(tǒng)掉電時(shí)仍可以平穩(wěn)地停止在任意角位置。

本發(fā)明的橫滾軸42、軸承c7、軸承d39、橫滾外殼6、橫滾外殼端蓋38構(gòu)成高精度軸系。電機(jī)b37為無(wú)框盤(pán)式高速力矩電機(jī)，與橫滾軸42、編碼器b22直連驅(qū)動(dòng)，減少了驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，減小了傳動(dòng)誤差。編碼器b22為光學(xué)測(cè)角敏感元件，提供橫滾軸42的轉(zhuǎn)角信號(hào)作為位置反饋和速度反饋，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證橫滾軸42旋轉(zhuǎn)的角位置、角速率精度。導(dǎo)電滑環(huán)43實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)盤(pán)23上安裝的測(cè)試件信號(hào)、電流的輸出傳遞。

本發(fā)明的車(chē)載兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)，與目前現(xiàn)有的三軸、兩軸轉(zhuǎn)臺(tái)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，零件少，制造成本低；2.傳動(dòng)鏈短，可靠性高，機(jī)械效率高、能耗低；3.控制精度適中，適合車(chē)載使用。通過(guò)底座1上設(shè)置的地腳螺栓孔可以輕易地將該轉(zhuǎn)臺(tái)安裝到運(yùn)載車(chē)輛上或?qū)嶒?yàn)室地面上，以實(shí)現(xiàn)車(chē)載動(dòng)態(tài)測(cè)試或室內(nèi)靜態(tài)測(cè)試。

本發(fā)明進(jìn)行慣性測(cè)試的具體工作過(guò)程如下：

首先將慣性元件或慣性組件通過(guò)夾具安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)盤(pán)23上，通過(guò)電控系統(tǒng)控制俯仰半軸a12及俯仰半軸b27、橫滾軸42轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)使慣性元件或慣性組件以預(yù)定的角速率運(yùn)轉(zhuǎn)或運(yùn)轉(zhuǎn)至預(yù)定的角位置。在此過(guò)程中，電控系統(tǒng)通過(guò)對(duì)編碼器a13與編碼器b22檢測(cè)到的角位置、角速率信息，以及導(dǎo)電滑環(huán)43傳遞來(lái)的慣性元件或慣性組件的角位置、角速率信息進(jìn)行分析處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)慣性元件或慣性組件的測(cè)試、標(biāo)定及模擬。