CN201707052U - 一种双轴液体动力陀螺仪测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双轴液体动力陀螺仪测量装置包括壳体部件、驱动部件、信号提取和处理部件、转子组件，两个电路支架平行纵轴放置；其中部通过电机压环固定有电机，电机的一端通过联轴器和法兰盘与转子组件相连，壳体的筒形结构的开口处与端盖固连，筒形结构的内侧固联有信号线圈骨架，其上绕制有两个基准线圈和一个信号检测线圈，将绕制两个基准线圈和一个信号检测线圈的信号线圈骨架套入套筒内；具有球形内腔的转子组件的球形内腔中有一个悬浮在仪表油中的浮子球；浮子球内部有环形磁铁，在转子组件的球形内腔和浮子球之间填满仪表油。本陀螺仪测量装置的最重要特性是：一个陀螺仪可以检测相互垂直的两个轴的角度信号分量和角速度信号分量。

Description

一种双轴液体动力陀螺仪测量装置

技术领域

本实用新型属于陀螺仪动态性能测试技术，用于测量陀螺仪的动态性能参数。

背景技术

运动载体在发射过程中由于各种干扰因素(如推力偏心、重力影响、随机风等)会使运动载体偏离初始射向，造成运动载体落点散布较大。为了提高运动载体的落点精度，就必须稳定运动载体的初始射向。尤其是运动载体脱离膛口的瞬间到运动载体主动段终点这段时间，运动载体抗扰动能力对运动载体的落点精度影响是非常大的。世界各国对远程运动载体的控制是非常重视的，而俄罗斯采用了主动段简易制导的方案来提高运动载体的落点精度。采用主动段修正的射向稳定方案，首先必须检测载体在干扰作用下偏离初始射向的角度大小和方位、或者是角速度大小和方位，然后采用控制系统对射向误差进行修正。显然弹体初始射向误差的检测是非常关键的。常规的框架式陀螺的解锁误差较大，不能满足运动载体控制系统的精度要求。挠性陀螺的精度能够满足要求，但是挠性陀螺的抗冲击能力不能满足要求。

由于液体动力陀螺仪传递函数的特殊性决定了不能用传统的测试方法测试其性能参数。本实用新型提出了一种采用双轴速率突停转台和参数自动辨识的测量装置。本实用新型要测试的陀螺仪是一种新型的液体动力陀螺仪，可以用于测量运动体的双轴角速度。

发明内容

本实用新型提出了一种双轴液体动力陀螺仪测量装置。

本实用新型的双轴液体动力陀螺仪可实现任意方向的定向功能，并在一个陀螺仪上实现输出信号中即有角度信息，也有角速度信息。

一种双轴液体动力陀螺仪测量装置由壳体部件、驱动部件、信号提取和处理部件、具有球形内腔的转子组件组成。

壳体部件包括：壳体、端盖、保护罩、保护罩包裹在壳体和端盖外围，其中，壳体为一个筒形结构；驱动部件包括：电机、电路模块A、电路模块B、法兰盘、联轴器和电机压环组成；信号提取和处理部件包括：套筒、垫环A、垫环B、信号线圈骨架、基准线圈A、基准线圈B、电路模块A、电路模块B和一个信号检测线圈；基准线圈为扁平形，信号线圈为圆筒形；两个电路支架平行纵轴放置；其中部通过电机压环固定有电机，电机的一端通过联轴器和法兰盘与转子组件相连，电机外侧放置并连接有电路模块A、电路模块B；壳体的筒形结构的开口处与端盖固连，筒形结构的内侧固联有信号线圈骨架，信号线圈骨架上装有垫环A、垫环B，其上绕制有两个基准线圈和一个信号检测线圈，将绕制两个基准线圈和一个信号检测线圈的信号线圈骨架套入套筒内；

具有球形内腔的转子组件的球形内腔中有一个悬浮在仪表油中浮子球；浮子球内部有一个环形磁铁，环形磁铁固定在浮子球中部的纵轴向上，在转子组件的球形内腔和浮子球之间填满仪表油。

其中两个基准线圈垂直于信号线圈轴线并且在空间上为垂直角度90°；

运行方式：

陀螺仪工作时，由电机通过联轴器带动转子组件旋转，并通过仪表油的粘滞摩擦力带动浮子球旋转，使浮子球达到设计转速并定位浮子球旋转轴与转子旋转轴一致。

具有球形内腔的转子的内部装有浮子球，环形磁铁固定在浮子球中部，浮子球旋转时，磁性材料产生的磁场切割基准线圈和信号检测线圈，产生电信号。

陀螺仪带有环形磁铁的浮子球旋转时，由于浮子环形磁铁磁力线切割线圈，线圈中产生与磁环相对壳体旋转同频的电压信号，并在相位上反映磁铁N-S极在空间的方向。两个线圈输出端输出幅值相等相位差90°的正弦电压信号，作为载体偏转测量的基准信号。

有益效果：

当时间常数T很小，并趋于零时，陀螺仪可以看为角速率陀螺仪；而当时间常数T很大时，陀螺仪可以看为角度陀螺仪。显然，陀螺仪的输出信号中既有载体的角度信息，又有角速度信息，二者各自分量的大小取决于时间常数的大小。本陀螺仪的最重要特性是：一个陀螺仪可以检测相互垂直的两个轴的角度信号分量和角速度信号分量。

附图说明

图1为双轴液体动力陀螺仪测量装置结构示意图。

1-浮子球、2-环形磁铁、8-转子组件、12-套筒、13-垫环A、14-垫环B、15-信号线圈骨架、16-信号检测线圈、17-基准线圈A、18-基准线圈B、19-壳体、20-端盖、25-联轴器、28-法兰盘、29-电机压环、30-电路支架、31-电路模块A、32-电路模块B、33-保护罩、34-轴承、35-电机、36-紧固螺钉A、37-紧固螺钉B。

具体实施方式

本实用新型的双轴液体动力陀螺仪测量装置由壳体部件、驱动部件、信号提取和处理部件组成、具有球形内腔的转子组件。

壳体部件包括：壳体19、端盖20、保护罩33，保护罩33包裹在壳体19和端盖20外围，其中，壳体19为一个筒形结构；驱动部件包括：电机35、电路模块A31、电路模块B32、法兰盘28、联轴器25、电机压环29组成；信号提取和处理部件包括：套筒12、垫环A13、垫环B14、信号线圈骨架15、基准线圈A16、基准线圈B18、电路模块A31、电路模块B32和一个信号检测线圈17；基准线圈为扁平形，信号线圈为圆筒形；两个电路支架30平行纵轴放置；其中部通过电机压环29固定有电机35，电机的一端通过联轴器25和法兰盘28与转子8相连，电机35外侧放置有电路模块A31、电路模块B32；壳体19的筒形结构的开口处与端盖20固连，筒形结构的内侧固联有信号线圈骨架15，信号线圈骨架上装有垫环A13、垫环B14，其上绕制有两个基准线圈16、18和一个信号检测线圈17，将绕制两个基准线圈16、18和一个信号检测线圈17的信号线圈骨架套入套筒12内；

具有球形内腔的转子组件的球形内腔中有一个悬浮在仪表油中浮子球1；浮子球1的内部有一个环形磁铁2，环形磁铁2固定在浮子球1中部的纵轴向上，在转子组件的球形内腔和浮子球1之间填满仪表油。

其中两个基准线圈垂直于信号线圈轴线并且在空间上为垂直角度90°；

双轴液体动力陀螺仪测量装置在工作时，由电机通过联轴器带动转子组件旋转，并通过仪表油的粘滞摩擦力带动浮子球旋转，使浮子球1达到设计转速并定位浮子球旋转轴与转子联轴器一致。

具有球形内腔的转子8、11的内部装有浮子球1、3，环形磁铁2固定在浮子球中部，浮子球旋转时，磁性材料产生的磁场切割基准线圈和信号检测线圈，产生电信号。

陀螺仪带有环形磁铁的浮子球旋转时，由于浮子环形磁铁磁力线切割线圈，线圈中产生与磁环相对壳体旋转同频的电压信号，并在相位上反映磁铁N-S极在空间的方向。两个线圈输出端输出幅值相等相位差90°的正弦电压信号，作为载体偏转测量的基准信号。

Claims (2)

1.双轴液体动力陀螺仪测量装置，其特征在于：包括壳体部件、驱动部件、信号提取和处理部件以及具有球形内腔的转子组件；

壳体部件包括：壳体(19)、端盖(20)、保护罩(33)，保护罩(33)包裹在壳体(19)和端盖(20)外围，其中，壳体(19)为一个筒形结构；驱动部件包括：电机(35)、电路模块A(31)、电路模块B(32)、法兰盘(28)、联轴器(25)、电机压环(29)组成；信号提取和处理部件包括：套筒(12)、垫环A(13)、垫环B(14)、信号线圈骨架(15)、基准线圈A(16)、基准线圈B(18)、电路模块A(31)、电路模块B(32)和一个信号检测线圈(17)；基准线圈为扁平形，信号线圈为圆筒形；两个电路支架(30)平行纵轴放置；其中部通过电机压环(29)固定有电机(35)，电机的一端通过联轴器(25)和法兰盘(28)与转子(8)相连，电机(35)外侧放置有电路模块A(31)、电路模块B(32)；壳体(19)的筒形结构的开口处与端盖(20)固连，筒形结构的内侧固联有信号线圈骨架(15)，信号线圈骨架上装有垫环A(13)、垫环B(14)，其上绕制有两个基准线圈(16)、(18)和一个信号检测线圈(17)，将绕制两个基准线圈(16)、(18)和一个信号检测线圈(17)的信号线圈骨架套入套筒(12)内；

具有球形内腔的转子组件的球形内腔中有一个悬浮在仪表油中浮子球(1)；浮子球(1)的内部有一个环形磁铁(2)，环形磁铁(2)固定在浮子球(1)中部的纵轴向上，在转子组件的球形内腔和浮子球(1)之间填满仪表油。

2.根据权利要求1所述的双轴液体动力陀螺仪测量装置，其特征在于：两个基准线圈(16)、(18)垂直于信号检测线圈(17)轴线并且在空间上为垂直角度90°。

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