[发明专利]一种角振动台

说明书

技术领域

本发明涉及一种角振动台，特别是一种用于对角振动传感器动态性能标定或校准的角振动台。

背景技术

随着现代科学技术的发展和自动化程度的提高，角振动传感器的应用范围越来越广，应用领域涉及到国民经济的各个部门以及人们的日常生活，如：航空航天、深海探测、资源勘探、医疗器械、汽车工业和家用电器等。角振动传感器出厂前需要标定，使用一定时间或修理后需要校准，而角振动台作为角振动传感器动态性能标定或校准的关键设备之一，越来越受到人们的重视。国际标准ISO 16063-15：2006和我国国家标准GB/T 20485.15-2010对绝对法校准角振动传感器的角振动台装置提出了明确的技术要求。

常见的角振动台采用直流力矩电机作为驱动部件，主轴和工作台面作为运动部件，主轴与直流力矩电机的输出轴固定，精密轴承作为运动部件的支撑结构。当直流力矩电机通有交变电流时，电机产生交变的力矩作用于运动部件，使运动部件产生角振动，为了保证角振动的回转中心不偏移，需要精密轴承对运动部件进行轴向和径向的约束。此种角振动台由于电机时间常数的影响，一般的工作频率范围在100Hz以下，而且由于复杂的电机内部磁场，即使采用无刷直流力矩电机，输出角振动的波形失真度也较大。如果采用有刷直流力矩电机，加上电机本身摩擦力的影响，更加恶化角振动波形。

为了克服电机作为驱动部件的角振动台的上述缺点，中国专利200610099078.9号披露了一种非电机方式电动式角振动台，角振动台的励磁系统由电工纯铁制成的底座、磁芯、外壁以及磁轭与励磁线圈配合，动圈骨架上均布导线槽，驱动导线用绝缘胶纸紧裹，插入动圈骨架上的导线槽后，高压浸漆、固化，导线在线槽两端伸出与编制软线焊接，主轴为空心筒杯结构，其两端分别与动圈和台面连接，主轴外套装橡胶筒，橡胶筒的两端用强力胶分别粘结在支撑座和台面上，动圈置于磁芯与磁轭之间。这种角振动台由励磁线圈产生磁场，向位于气隙磁场中的动圈通入交变的电流，在动圈与磁场的电磁耦合作用下，动圈产生交变的力矩，从而使与动圈相连的工作台面产生角振动。这种角振动台的缺点在于：1）动圈绕线困难，布线不均匀，工艺复杂；2）转动部件惯量大，工作频率范围窄，角加速度波形失真度大；3）由于采用橡胶筒弹簧作为驱动部件的恢复弹簧，限制了转角范围，角位移小。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种动圈布线均匀、转动部件惯量小、工作频率范围宽、角位移大、失真度小的角振动台。

一种角振动台，包括由导磁体制成的底座、外壁和顶盖，顶盖架设于外壁上，顶盖上安装有运动组件，运动组件包括贯穿顶盖的转轴，固定于转轴顶部的工作台面和固定于转轴底部的动圈，动圈与交变功率电流源相连，转轴与顶盖之间设有轴承，转轴上固定有扭簧，扭簧的两个末端分别固定于轴承上，扭簧用于固定转轴的平衡位置，防止转轴发生漂移。

其特征在于：顶盖底部固定有上部磁钢，底座顶部固定有下部磁钢，动圈为盘式结构，动圈位于上部磁钢和下部磁钢之间，动圈分别与上部磁钢和下部磁钢间隙配合。

进一步，上部磁钢和下部磁钢分别围成一个圆环区域，上部磁钢的圆环区域与下部磁钢的圆环区域同轴。

进一步，动圈包含至少一个动圈单元，动圈单元包括圆片状的基体和固定于基体表面上的线圈组，一个线圈组包括由一根导线绕制而成的第一线圈和第二线圈，一个动圈单元上的各线圈组之间采用串联或者并联连接；第一线圈和第二线圈分别包括位于磁场内的有效导线组和位于磁场外的连接导线组，每个线圈具有两个有效导线组，连接导线组分别与两侧的有效导线组连接，连接导线组与基体同心，有效导线组中的导线均指向基体的圆心；在一个动圈单元中，相邻的两个有效导线组形成一个安培力发生部，每个安培力发生部对应一个磁场，而相邻的两个安培力发生部中电流方向相反。当有多个动圈单元时，多个动圈单元以串联或并联的方式进行连接，相邻动圈单元的线圈位置平行且对齐，然后通过半固化片胶接压制成一个动圈。

基体由玻璃布、环氧和溶剂固化而成，基体表面通过粘结剂经热压的方式压上一层厚薄均匀的铜层，对基体表面的铜层进行刻蚀加工，刻去基体表面除导线圈外的铜层，剩余的铜层就形成了基体表面线圈。