[发明专利]一种旋转轴系角速率精度标定检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋转轴系角速率精度标定检测装置，适用于惯性测量系统测试设备各类型转台的低角速率精度标定。

背景技术

惯性测量系统是运载火箭和导弹的重要部件之一，其各项参数是否合格及稳定性的好坏将直接影响发射的成败，因此惯性测量系统在出厂前和使用前都要使用测试设备对其进行校定检测，只有校定检测合格的惯性测量系统才允许上箭或上弹使用。测试设备是惯性测量系统进行校定检测的必要设备，由于角速率精度及稳定性是测试设备最重要的指标之一，因此为了保证该项指标的可靠性，测试设备在使用前必须进行角速率精度标定检测。

目前常用的惯性测量系统测试设备有单轴速率转台、单轴带温箱速率转台、双轴速率转台、双轴带温箱速率转台、三轴速率转台和三轴带温箱速率转台等。

为了保证校定检测的准确性，通常对测试设备的精度指标要求较高，尤其是角速率精度指标。对于角速率范围θ>10°/s时，角速率精度通常要求≤1×10^-5，此时角速率精度通过360°平均计算得到，因此对于角速率θ>10°/s时可以使用外接光电霍尔进行标定。但对于角速率1°/s<θ≤10°/s时，角速率精度通常要求≤1×10^-4，通过10°平均计算得到；角速率范围θ≤1°/s，角速率精度通常要求≤1×10^-3，通过1°平均计算得到，此时外接光电霍尔标定方法无法进行标定，由于国军标和国家标准中没有相关的统一标准，通常使用外接编码器的方法进行标定检测。

目前使用的编码器外接标定法对于不同的测试设备需要单独制作工装，编码器读数头需要通过外部悬臂梁对准光栅鼓，从而造成标定检测设备复杂，安装不方便，需要专业装调人员对检测设备进行装调。同时，由于单读数头无法消除偏心误差，且悬臂梁容易受外界空气扰动和地面震动等外界环境因素的影响，从而造成角速率精度标定检测结果不可靠，造成极大的人力、物力和时间成本的浪费，严重时甚至可能造成运载火箭或导弹发射失败。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种旋转轴系角速率精度标定检测装置，排除了外界环境因素和安装因素对角速率精度标定检测的影响，使用简单方便，提高了检测效率，确保角速率精度标定检测结果可靠。

本发明的技术解决方案：提供了一种旋转轴系角速率精度标定检测装置，包括：调整基座、光栅鼓安装座、第一编码器读数头、第二编码器读数头、编码器光栅鼓、读数头安装座和回转轴系；

调整基座、光栅鼓安装座和编码器光栅鼓均为圆盘结构，光栅鼓安装座固定安装在调整基座的顶部；回转轴系和编码器光栅鼓均固定安装到光栅鼓安装座上；所述调整编码器光栅鼓与回转轴系同轴安装，同轴度优于0.003mm；

读数头安装座与回转轴系固定连接并随着回转轴系转动，第一编码器读数头和第二编码器读数头均安装在读数头安装座底部，第一编码器读数头和第二编码器读数头呈180°对称分布，安装误差不超过1°；第一编码器读数头和第二编码器读数头随着回转轴系转动，读取编码器光栅鼓上的刻度；

读数头安装座包括第一调整板、第二调整板、连接板、第一拨叉板和第二拨叉板；

第一调整板和第二调整板均为Z型结构且在下端面开有两个腰形孔，第一编码器读数头通过腰形孔和螺钉与第一调整板连接，第二编码器读数头通过腰形孔和螺钉与第二调整板连接，通过改变螺钉在腰形孔中的位置来调节第一编码器读数头和第二编码器读数头与编码器光栅鼓的间距；

第一调整板、第二调整板、第一拨叉板和第二拨叉板均固定安装在连接板上，第一拨叉板和第二拨叉板由外部支架提供限位，确保读数头安装座不转动。

所述的回转轴系包括轴承组件、主轴、轴承座、轴承盖、垫圈和锁紧螺母，主轴为中空圆柱体结构，轴承组件包括两个相同的轴承；

轴承盖为圆环结构，轴承盖与轴承座固定连接，轴承盖、轴承座与主轴构成密闭空腔体，轴承组件位于轴承盖、轴承座与主轴构成密闭空腔体内；

垫圈通过锁紧螺母固定安装在主轴的周向外侧，锁紧螺母与垫圈配合使用给轴承组件施加预紧力消除轴承游隙，保证回转轴系的回转精度。

所述第一编码器读数头、第二编码器读数头和编码器光栅鼓组成编码器，编码器精度高于被检测旋转轴系要求精度。

所述轴承组件中的两个轴承均为精密向心推力球轴承且两个轴承背靠背安装。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：