[发明专利]一种刚性可调的三维测试转台及其刚性调试方法

说明书

本发明涉及一种刚性可调的三维测试转台及其刚性调试方法。解决现有方法存在的齿轮磨损严重、安装测试工作量大、设备造价高、磨损大、笨重以及通用性差、成本高等问题。采用力矩驱动组件与位置驱动组件配合的方式驱动方位轴、俯仰轴及横滚轴工作，针对不同重量的负载，通过力矩驱动组件预先给相应的驱动齿轮施加满足刚性需求的恒定正向旋转力矩，保证负载转矩不足以克服该恒定正向旋转力矩，同时根据转台动作命令，利用位置驱动组件驱动相应的驱动齿轮旋转，实现方位、俯仰及横滚调节；另外在旋转过程中，驱动齿轮啮合始终紧靠一侧旋转，可实现无间隙传动。适用于高精度惯导器件、光学模组、稳瞄系统及伺服机构的测试及校准。

技术领域

本发明涉及一种三维测试转台，具体涉及一种刚性可调的三维测试转台及其刚性调试方法。

背景技术

对于测试用转台，要求其在一定承载范围内要具有较高的传动精度，如某测试惯导用二维转台关于运动部分的承载能力及传动精度要求如下：

1)承载能力：≤100Kg；

2)方位角回转精度：≤2′（主轴）；俯仰角回转精度≤3′；

对传动精度影响较大的因素包括传动间隙。虽然利用同步带传动系统可以做到无间隙传动，但刚性较差，在负载质量较大时难以满足使用要求。因此针对较高负载，一般采用齿轮传动系统。目前，为了消除齿轮传动系统的传动间隙，一般采用双薄片齿轮，通过调节双薄片齿轮中心距来实现。可采用弹簧预紧调节方式，也可采用手动调节方式，弹簧预紧方式存在齿轮磨损严重，缩短转台的使用寿命的问题，手动调节方式存在安装测试时工作量大，对安装工人的技术要求很高，且无法补偿运动磨损的问题。

另外，当负载质量较大时，由于加减速和重力会产生较大的负载转矩，负载转矩并不是恒定值，变负载转矩的高精度传动要求转台传动系统无传动间隙并且有足够的刚性，一般实现高刚性的措施就是提高转台传动系统各零部件的刚性，造成设备笨重造价很高，如一般负载100Kg的测试台其总重量达到了数百公斤。同时，此类高刚性转台只能适用于特定负载，通用性较低，且当负载发生变化时，需要更换不同刚性的转台，使得使用成本较高，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现无间隙传动且旋转刚性可调的三维测试转台及其旋转刚性调节方法，以解决现有采用弹簧预紧调节方式消除传动间隙方法存在的齿轮磨损严重、采用手动调节方式存在的安装测试时工作量大以及目前此类高刚性转台设备造价高、磨损大、笨重以及通用性差、使用成本高等问题。

本发明三维测试转台，可以根据负载大小，自动调节旋转刚性，在长期工作中能保证无间隙传动、运转轻快、能耗低、成本低、磨损小、寿命长、能在较长的工作寿命内保证传动精度。

本发明的技术方案是提供一种刚性可调的三维测试转台，其特殊之处在于：包括底座、俯仰支架、横滚支架、工作台、方位轴、俯仰轴、横滚轴及MCU；

上述俯仰支架通过方位轴固定在底座上；上述横滚支架通过俯仰轴固定在俯仰支架上；上述工作台通过横滚轴固定在横滚支架上；

上述方位轴、俯仰轴、横滚轴上分别设有方位轴编码器、俯仰轴编码器和横滚轴编码器；

上述底座内设有方位驱动齿轮与方位驱动组件；上述方位驱动齿轮与方位轴固连；上述方位驱动组件包括共同驱动方位驱动齿轮的方位力矩驱动组件和方位位置驱动组件；上述方位力矩驱动组件用于根据MCU指令向方位驱动齿轮施加恒定正向旋转力矩，使方位驱动齿轮始终受到该正向旋转（可以是顺时针也可以是逆时针）力矩的作用；上述方位位置驱动组件用于根据MCU指令驱动方位驱动齿轮按照相应指令动作，实现方位调节；