專利名稱：六維加速度傳感器標(biāo)定平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加速度傳感器標(biāo)定平臺，特別涉及一種用于六維加速度傳感器 線、角加速度靜、動態(tài)標(biāo)定的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺。
背景技術(shù)：
目前多維加速度傳感器的標(biāo)定方法主要是采用絕對校準(zhǔn)法和比較校準(zhǔn)法等來實(shí) 現(xiàn)對單維加速度傳感器的各個(gè)方向依次標(biāo)定，絕對法常用來標(biāo)定高精度傳感器或標(biāo)準(zhǔn)傳感 器，它是通過測量位移，從而依次得到速度、加速度的一種方法；比較法是工程中常用的校 準(zhǔn)方法，它是將兩只加速度傳感器背靠背地安裝在一塊，其中一只為標(biāo)準(zhǔn)加速度傳感器，它 的全部技術(shù)性能是已知的，另一只為被校準(zhǔn)傳感器，采用同樣的加速度激勵(lì)它們，這樣通過 兩只傳感器輸出之間的關(guān)系求得被校準(zhǔn)傳感器的技術(shù)性能。而對于多維加速度傳感器，采 用這兩種方法進(jìn)行標(biāo)定都不太合適，其原因在于若采用絕對法進(jìn)行標(biāo)定，在現(xiàn)有條件下實(shí) 現(xiàn)起來有困難；若采用比較法來標(biāo)定多維加速度傳感器，那么標(biāo)準(zhǔn)傳感器與被校準(zhǔn)傳感器 之間的安裝便成了問題，因?yàn)閮蓚€(gè)傳感器的空間坐標(biāo)系無法一致。也有在已有的多維力傳 感器標(biāo)定臺上，采用多維力的標(biāo)定方法，基于等效原理解決多維角加速度傳感器的標(biāo)定問 題，但此種方法也都存在這樣那樣的問題，例如轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算的不準(zhǔn)確等。
發(fā)明內(nèi)容
為了使六維加速度傳感器的標(biāo)定避免由于等效原理而產(chǎn)生的誤差，同時(shí)克服由于 采用力傳感器標(biāo)定平臺帶來的附加誤差和約束，本發(fā)明提供一種用于六維加速度傳感器標(biāo) 定的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺。本發(fā)明通過回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)運(yùn)動來對傳感器施加加速度 場，同時(shí)利用位姿變換平臺改變六維加速度傳感器所受加速度場方向，以此來實(shí)現(xiàn)六維加 速度傳感器的標(biāo)定，本發(fā)明具有原理簡單，可控性強(qiáng)，加速度方向可任意變化，并具有一定 的通用性等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是六維加速度傳感器裝在位姿變化平 臺上，可實(shí)現(xiàn)六維加速度傳感器所受加速度場為任意待測方向，位姿變化平臺裝在具有導(dǎo) 向槽的回轉(zhuǎn)平臺上，回轉(zhuǎn)平臺的圓周運(yùn)動為加速度傳感器提供加速度場，并且通過改變位 姿變換平臺在回轉(zhuǎn)平臺上的位置，改變施加加速度的變化范圍，回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)精度由其 下的推力球軸承來保證，推力球軸承裝在試驗(yàn)臺上，伺服電機(jī)按照指定的轉(zhuǎn)速變化，則可以 得到不同的加速度場，以實(shí)現(xiàn)傳感器的靜、動態(tài)標(biāo)定。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明原理簡單，可控性強(qiáng)，可測加速度量程較大，傳感器位姿變 化范圍大，此標(biāo)定平臺不僅僅應(yīng)用于此加速度傳感器上，也可以用于其它由慣性質(zhì)量塊感 受慣性力的單維或多維加速度傳感器，有一定的通用性。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1六維加速度傳感器標(biāo)定平臺結(jié)構(gòu)示意圖；圖2位姿變換平臺左向零部件示意圖；圖3位姿變換平臺右向零部件示意圖；在圖1、圖2、圖3中，1.六維加速度傳感器，2.位姿變換平臺，3.回轉(zhuǎn)平臺，4.推 力球軸承，5.變速箱，6.試驗(yàn)臺，7.伺服電機(jī)
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明公開的一個(gè)實(shí)施例，位姿變換平臺2由導(dǎo)向框架2-1、外框架2-2、大 分度盤2-3、移動臺2-4、小分度盤2-5、內(nèi)六角螺釘2-6等組成。六維加速度傳感器1裝在 大分度盤2-3上，隨大分度盤2-3做繞其軸線的轉(zhuǎn)動，大分度盤2-3裝在移動臺2-4上，在 六維加速度傳感器1旋轉(zhuǎn)到待測角度后，可由螺栓將大分度盤2-3固定在移動臺2-4上，移 動臺2-4可沿著導(dǎo)向框架2-1上下移動，用以調(diào)節(jié)慣性質(zhì)量塊的中心的位置，使其在導(dǎo)向框 架2-1的回轉(zhuǎn)中心上，在達(dá)到一定位置后，可由內(nèi)六角螺釘2-6固定，導(dǎo)向框架2-1與小分 度盤2-5固連，裝在外框架2-2上，導(dǎo)向框架2-1相對外框架2-2轉(zhuǎn)動的角度可有小分度盤 2-5讀出。在回轉(zhuǎn)平臺3上開有導(dǎo)向槽，位姿變換平臺2的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽配合，實(shí)現(xiàn)位姿 變換平臺2在回轉(zhuǎn)平臺3上的移動。推力球軸承4裝在試驗(yàn)臺6上，回轉(zhuǎn)平臺3靠在止推 軸承4的上表面上，伺服電機(jī)7通過變速箱5與回轉(zhuǎn)平臺3相連，在進(jìn)行線加速度的靜態(tài)標(biāo) 定時(shí)，回轉(zhuǎn)平臺3勻速旋轉(zhuǎn)，提供恒定線的加速度場，在進(jìn)行線加速度的動態(tài)標(biāo)定時(shí)，只需 控制伺服電機(jī)7的轉(zhuǎn)速，便可以得到變化的加速度場。在進(jìn)行角加速度靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，需將位 姿變換平臺2移置在回轉(zhuǎn)平臺3的中心，伺服電機(jī)7做恒角加速度轉(zhuǎn)動，控制伺服電機(jī)7的 轉(zhuǎn)速，便可以得到指定的加速度場。所發(fā)明的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺原理簡單，可控性強(qiáng)，可測加速度量程較大， 傳感器位姿變化范圍大，此標(biāo)定平臺不僅僅應(yīng)用于此加速度傳感器上，也可以用于其它由 慣性質(zhì)量塊感受慣性力的單維或多維加速度傳感器，有一定的通用性。
權(quán)利要求
一種六維加速度傳感器標(biāo)定平臺，包括六維加速度傳感器(1)、位姿變換平臺(2)、回轉(zhuǎn)平臺(3)、推力球軸承(4)、變速箱(5)、試驗(yàn)臺(6)、伺服電機(jī)(7)，其特征是位姿變換平臺(2)由導(dǎo)向框架(2 1)、外框架(2 2)、大分度盤(2 3)、移動臺(2 4)、小分度盤(2 5)、內(nèi)六角螺釘(2 6)等組成，六維加速度傳感器(1)裝在大分度盤(2 3)上，隨大分度盤(2 3)做繞其軸線的轉(zhuǎn)動，大分度盤(2 3)裝在移動臺(2 4)上，在六維加速度傳感器(1)旋轉(zhuǎn)到待測角度后，可由螺栓將大分度盤(2 3)固定在移動臺(2 4)上，移動臺(2 4)可沿著導(dǎo)向框架(2 1)上下移動，在達(dá)到一定位置后，可由內(nèi)六角螺釘(2 6)固定，導(dǎo)向框架(2 1)與小分度盤(2 5)固連，裝在外框架(2 2)上，導(dǎo)向框架(2 1)相對外框架(2 2)轉(zhuǎn)動的角度可有小分度盤(2 5)讀出，在回轉(zhuǎn)平臺(3)上開有導(dǎo)向槽，位姿變換平臺(2)的導(dǎo)向塊與導(dǎo)向槽配合，實(shí)現(xiàn)位姿變換平臺(2)在回轉(zhuǎn)平臺(3)上的移動。推力球軸承(4)裝在試驗(yàn)臺(6)上，回轉(zhuǎn)平臺(3)靠在止推軸承(4)的上表面上，伺服電機(jī)(7)通過變速箱(5)與回轉(zhuǎn)平臺(3)相連，在進(jìn)行線加速度的靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，回轉(zhuǎn)平臺(3)勻速旋轉(zhuǎn)，提供恒定線的加速度場，在進(jìn)行角加速度靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，需將位姿變換平臺(2)移置在回轉(zhuǎn)平臺(3)的中心，伺服電機(jī)(7)做恒角加速度轉(zhuǎn)動，控制伺服電機(jī)(7)的轉(zhuǎn)速，便可以得到指定的加速度場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺，其特征是慣性質(zhì)量塊的中心， 應(yīng)在導(dǎo)向框架(2-1)的回轉(zhuǎn)中心上，并且在大分度盤(2-3)的回轉(zhuǎn)中心線上，大分度盤 (2-3)的回轉(zhuǎn)中心線與移動臺(2-4)的中心軸線重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺，其特征是移動臺(2-4)在導(dǎo)向 框架(2-1)上做平移運(yùn)動時(shí)由其接觸面定位，在導(dǎo)向框架(2-1) —側(cè)的立柱上開有槽，且移 動臺(2-4)相應(yīng)接觸面上開有螺紋孔，以便在移動臺(2-4)移動到特定位置后將其固定。同 時(shí)外框架(2-2)的兩側(cè)開有槽，為內(nèi)六角螺釘(2-6)留出扳手空間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺，其特征是在進(jìn)行角加速度靜態(tài) 標(biāo)定時(shí)，須將位姿變換平臺⑵移置在回轉(zhuǎn)平臺⑶的中心，伺服電機(jī)(7)做恒角加速度轉(zhuǎn) 動，進(jìn)行線加速度靜態(tài)標(biāo)定時(shí)，轉(zhuǎn)臺(3)勻速旋轉(zhuǎn)，位姿變化平臺(2)距離回轉(zhuǎn)平臺(3)的 位置越遠(yuǎn)，則得到的線加速度越大，在進(jìn)行六維加速速度傳感器(1)的動態(tài)標(biāo)定時(shí)，讓伺服 電機(jī)⑵按照指定的轉(zhuǎn)速變化，則可以得到指定的加速度場，以實(shí)現(xiàn)傳感器的動態(tài)標(biāo)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六維加速度傳感器標(biāo)定平臺，其特征是回轉(zhuǎn)平臺(3)靠在推 力球軸承(4)的上表面上，回轉(zhuǎn)平臺(3)的回轉(zhuǎn)精度由在推力球軸承(4)保證。
全文摘要
本發(fā)明公開一種六維加速度傳感器標(biāo)定平臺，其特征是六維加速度傳感器(1)裝在位姿變化平臺(2)上，可實(shí)現(xiàn)六維加速度傳感器(1)所受加速度場為任意待測方向，位姿變化平臺(2)裝在具有導(dǎo)向槽的回轉(zhuǎn)平臺(3)上，回轉(zhuǎn)平臺(3)的圓周運(yùn)動為加速度傳感器(1)提供加速度場，并且通過改變位姿變換平臺(2)在回轉(zhuǎn)平臺(3)上的位置，改變施加加速度的變化范圍，回轉(zhuǎn)平臺(3)的回轉(zhuǎn)精度由其下的推力球軸承(4)來保證，推力球軸承(4)裝在試驗(yàn)臺(6)上，伺服電機(jī)(7)按照指定的轉(zhuǎn)速變化，則可以得到不同的加速度場，以實(shí)現(xiàn)傳感器的靜、動態(tài)標(biāo)定。
文檔編號G01P21/00GK101907639SQ201010236968
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者丁冬生, 李金良, 栗寧, 王正偉, 王翔 申請人:燕山大學(xué)