[发明专利]一种气浮球轴承三维姿态测量方法

摘要

本发明提供了一种气浮球轴承三维姿态测量方法，气浮球轴承姿态转动时，俯仰间隙传感器和滚转间隙传感器分别测量内环与赤道面转接件在滚转轴方位和俯仰轴方位上的间隙变化，俯仰间隙传感器测量值反馈给外环驱动电机并驱动外环跟踪赤道面转接件的俯仰运动，滚转间隙传感器测量值反馈给内环驱动电机并驱动内环跟踪赤道面转接件的滚转运动，外环俯仰转动角度和内环滚转转动角度分别由外环角度传感器和内环角度传感器测量；气浮球绕体轴的自转角度通过安装在内环和赤道面转接件之间的角度传感器测量，俯仰角度由外环角度传感器和俯仰间隙传感器共同测量得到，滚转角度由内环角度传感器和滚转间隙传感器共同测量得到。

主权项

一种气浮球轴承三维姿态测量方法，其特征在于，一、气浮球俯仰运动时，俯仰方向内环与赤道面转接件的转动角度跟踪偏差为Δψ时，内环与赤道面转接件在滚转轴方位的间隙变化为δψ＝Δψ×Rψ其中，Rψ为俯仰间隙传感器测头到气浮球回转中心的半径；二、俯仰间隙传感器测量这一间隙变化得到测量值并将反馈给控制器，控制器控制外环驱动电机驱动外环转动，带动内环消除内环与赤道面转接件在滚转轴方位的间隙变化，从而消除内环对赤道面转接件俯仰运动的角度跟踪偏差，外环的俯仰角度由外环角度传感器测量，值为测量得到的气浮球的俯仰角ψ^=Δ^ψ+ψ^m]]>其中，Δ^ψ=δ^ψRψ]]>为解算得到的外环角度跟踪偏差；三、气浮球滚转运动时，滚转方向内环与赤道面转接件的转动角度跟踪偏差为Δφ时，内环与赤道面转接件在俯仰轴方位的间隙变化为δφ＝Δφ×Rφ其中，Rφ为滚转间隙传感器测头到气浮球回转中心的半径；四、滚转间隙传感器测量这一间隙变化得到测量值并将反馈给控制器，控制器控制内环驱动电机驱动内环转动消除内环与赤道面转接件俯仰轴方位的间隙变化，从而消除内环对赤道面转接件滚转运动的角度跟踪偏差，内环的滚转角度由内环角度传感器测量，值为测量得到的气浮球的滚转角φ^=Δ^φ+φ^m]]>其中，Δ^φ=δ^φRφ]]>为解算得到的内环角度跟踪偏差；五、在外环跟踪气浮球俯仰运动、内环跟踪气浮球的滚转运动的共同作用下，内环环面始终与气浮球赤道面共面，即内环轴线与气浮球自转轴同轴，气浮球相对内环的自转角度θ，通过内环和赤道面转接件之间安装自转角度传感器测量，值为