電動式角振動臺的製作方法

2023-09-19 02:26:50 1

專利名稱：電動式角振動臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於對角運動傳感器進行動態性能測試和校準的電動式角振動臺。
背景技術：
目前，角振動臺的結構採用直流力矩電機作為驅動部件、主軸和工作檯面作為運動部件、精密軸承作為運動部件的支撐結構，當直流力矩電機通有交變的電流時，電機產生交變的力矩作用於運動部件，使運動部件產生角振動，為了保證角振動的迴轉中心不偏移，需要精密軸承對運動部件進行軸向和徑向的約束。此種角振動臺由於電機時間常數的影響，不適應於更高頻率角振動的產生，一般的工作頻率範圍在100Hz以下，而且由於複雜電機磁場，即使採用無刷直流力矩電機，對角振動的波形產生不利影響，如果採用有刷直流力矩電機，加上電機本身摩擦力的影響，更加惡化角振動波形。在此種角振動臺結構中，一般採用控制角位置或角速度的方式來保證角振動的平衡位置，技術複雜程度高。

發明內容
本發明的目的是提供一種工作角度範圍較大、可兼顧低頻和高頻、波形失真度小的電動式角振動臺。本發明的技術解決方案是角振動臺的勵磁系統由電工純鐵製成的底座1、磁軛2、導磁鐵芯3以及勵磁線圈5組成，底座1、磁軛2、導磁鐵芯3均選用電工純鐵；驅動系統由動圈骨架4、過渡法蘭6及驅動軸8組成，彈簧導向系統由空氣軸承7和三角支撐彈簧9組成；動圈骨架4上設有纏繞導線的導線槽10，動圈骨架4插入磁軛2與導磁鐵芯3的縫隙中並使導磁鐵芯3置於動圈骨架4中，導磁鐵芯3安裝在底座1上，動圈骨架4的兩邊由螺釘各固定一個加固瓦片11，使動圈骨架成為閉合柱面；動圈骨架4通過過渡法蘭6與驅動軸8相連；空氣軸承7套接在驅動軸8外，空氣軸承7的上端固接三角支撐彈簧9；三角支撐彈簧9由三根長度相等的橡膠管13組成，三角彈簧9的拉伸方向與臺面12的圓周切線方向平行，並壓緊在臺面12上；振動臺面12與驅動軸8固接。本發明採用乳膠管作為支撐彈簧，具有很好的線性範圍，採用三角支撐結構，預先使其在工作角度範圍內保持張緊狀態，從而可以保證偏轉角度與迴轉力矩在較大角度範圍內成正比例關係，保證了角振動臺波形在較大角位移範圍內振動波形不失真；動圈骨架結構安裝加固瓦片，形成閉合柱面，大大提高了動圈骨架結構的固有頻率，在同樣尺寸條件下，固有頻率將近三千赫茲，與現有技術相比，固有頻率提高6倍，保證了角振動臺可以工作在更高頻率範圍；採用空氣軸承作為支撐導向部件，確保高承載能力、無摩擦、高精度旋轉導向；動圈骨架與驅動軸之間的過渡法欄選用陶瓷材料，在確保連接剛度和強度的前提下，具有阻止熱傳導的作用，否則動圈在運行過程中產生的熱量會引起驅動軸的膨脹，嚴重情況會導致空氣軸承抱死。
此種角振動臺驅動導線圍繞線框纏繞，線框兩側導線中的電流方向相反，工作磁場由N極指向S極。以線框迴轉軸心為參考，線框左右兩側導線中的電流在磁場的作用下，產生相同旋轉方向的驅動力矩，當驅動電流交變時，產生交變的驅動力矩，作用於慣量彈簧系統，使線框所連接的驅動軸和臺面產生相應的角振動。此角振動臺設計專門的恢復彈簧，比較簡便地解決了角振動中心的定位問題和較大轉角下恢復力的非線性。此結構的不足之處在於安裝工藝和繞線工藝比較複雜，由於結構剛性和電氣特性，不適宜工作2000Hz以上。


圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明動圈骨架示意圖；圖3為本發明三角支撐結構示意圖。
具體實施例方式角振動臺的勵磁系統由底座1、磁軛2、導磁鐵芯3以及勵磁線圈5組成，底座1、磁軛2、導磁鐵芯3均選用電工純鐵；驅動系統由動圈骨架4、過渡法蘭6及驅動軸8組成，彈簧導向系統由空氣軸承7和三角支撐彈簧9組成；動圈骨架4選用鋁合金材料，動圈骨架4上設有纏繞導線的導線槽10，動圈骨架4插入磁軛2與導磁鐵芯3的縫隙中，使導磁鐵芯3置於動圈骨架4中，磁軛2置於動圈骨架4的外圍，通過空氣軸承7的導向作用，使動圈骨架4能夠在磁軛2與導磁鐵芯3內自由旋轉，導磁鐵芯3安裝在底座14上，動圈骨架4的兩個槽面由螺釘各固定一個加固瓦片11，使動圈骨架4成為閉合柱面；動圈骨架4通過過渡法蘭6與驅動軸8相連；空氣軸承7套接在驅動軸8外，空氣軸承7的上端固接三角彈簧9，下端座落在底座1上；三角彈簧9由三根長度相等的乳膠管13組成，乳膠管13與機座有三個圓周均勻分布的緊固點，以正三角形態分布在臺面12周圍，三角彈簧9的拉伸方向與臺面12的圓周切線方向平行，在與臺面12的切點處有三個緊固點，用壓緊塊13壓緊在臺面12上；振動臺面12與驅動軸8固定。
實施例一角振動臺的磁缸由電工純鐵製成的底座1、磁軛2、導磁鐵芯3構成，底座1和磁軛2採用多個螺釘進行連接，導磁鐵芯3先置於動圈骨架4，兩邊有非導磁材料製成的支杆通過螺紋連接在底座1上，將勵磁線圈5安裝在磁軛2上，當線圈5同有直流電時，磁軛2和導磁鐵芯3的間隙之間產生均勻的磁場；動圈骨架4、過渡法蘭6、驅動軸8和振動臺面12共同組成角振動臺的運動部分，之間通過螺紋連接；運動部分的支撐、定位和恢復通過空氣軸承7和三角支撐彈簧9共同完成；動圈骨架4的兩邊由螺釘各固定一個加固瓦片11，使動圈骨架成為閉合柱面；動圈骨架4通過過渡法蘭6與驅動軸8相連；空氣軸承7套接在驅動軸8外，空氣軸承7的上端固接三角支撐彈簧9；三角支撐彈簧9由三根長度相等的橡膠管13組成，三角彈簧9的拉伸方向與臺面12的圓周切線方向平行，並壓緊在臺面12上；振動臺面12與驅動軸8固接。
權利要求
1.一種電動式角振動臺，其特徵是角振動臺由勵磁系統、驅動系統和彈簧導向系統組成，勵磁系統由電工純鐵製成的底座(1)、磁軛(2)、導磁鐵芯(3)以及勵磁線圈(5)組成；驅動系統由動圈骨架(4)、過渡法蘭(6)及驅動軸(8)組成；彈簧導向系統由空氣軸承(7)和三角支撐彈簧(9)組成；動圈骨架(4)上設有纏繞導線的導線槽(10)，動圈骨架(4)插入磁軛(2)與導磁鐵芯(3)的縫隙中並使導磁鐵芯(3)置於動圈骨架(4)中，導磁鐵芯(3)安裝在底座(14)上，動圈骨架(4)的兩個槽面由螺釘各固定一個加固瓦片(11)，使動圈骨架成為閉合柱面；動圈骨架(4)通過過渡法蘭(6)與驅動軸(8)相連；空氣軸承(7)套接在驅動軸(8)外，空氣軸承(7)的上端固接三角彈簧(9)；三角彈簧(9)由三根長度相等的乳膠管(13)組成，三角彈簧(9)的拉伸方向與臺面(12)的圓周切線方向平行，並用壓緊塊(13)壓緊在臺面(12)上。
2.根據權利要求1所述的電動式角振動臺，其特徵是動圈骨架採用鋁合金材料，驅動軸為空心軸。
3.根據權利要求1所述的電動式角振動臺，其特徵是三角支撐彈簧採用乳膠管制作。
4.根據權利要求1所述的電動式角振動臺，其特徵是軸承為空氣靜壓軸承或油膜軸承或機械軸承。
全文摘要
本發明涉及一種用於對角運動傳感器進行動態性能測試和校準的電動式角振動臺。角振動臺由勵磁系統、驅動系統和彈簧導向系統組成；乳膠管作為支撐彈簧，具有很好的線性範圍，採用三角支撐結構，預先使其在工作角度範圍內保持張緊狀態，從而可以保證偏轉角度與迴轉力矩在較大角度範圍內成正比例關係，保證了角振動臺波形在較大角位移範圍內振動波形不失真；動圈骨架結構安裝加固瓦片，形成閉合柱面，大大提高了動圈骨架結構的固有頻率，在同樣尺寸條件下，固有頻率將近三千赫茲，與現有技術相比，固有頻率提高6倍，保證了角振動臺可以工作在更高頻率範圍；採用空氣軸承作為支撐導向部件，確保高承載能力、無摩擦高精度旋轉導向。
文檔編號G01P21/00GK1900660SQ20061009907
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月19日 優先權日2006年7月19日
發明者薛景峰, 邵新慧 申請人:中國航空工業第一集團公司北京長城計量測試技術研究所