[发明专利]一种用于陀螺位标器转轴的静平衡测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于陀螺位标器转轴的静平衡测试方法，属于陀螺位标器自动检测与标定技术领域。

背景技术

陀螺位标器是实现导弹导引系统目标探测、光轴稳定、随动和跟踪的核心组件，一般是由机械平台、三轴框架、陀螺转子、伺服电机、力矩器以及控制电路等组成的。通常由于设计误差、材料缺陷、加工与装配误差等原因会造成陀螺位标器的内环轴、中环轴、外环轴产生质量偏心，从而引起位标器静不平衡，不平衡量如果太大，其附加的动压力不但会加速轴承损坏，而且会引起整个导引头的振动，加速位标器的机械磨损，甚至使导引头系统失去控制，因此，对位标器陀螺转轴的静不平衡量及静不平衡位置特性进行研究尤为重要。

传统的滚动法、称重平衡法、静压支撑法虽然也巧妙地解决了位标器陀螺转轴静平衡测试的问题，但是这些方法在测试过程中都存在着较大的摩擦力，难以达到很高的平衡精度，灵敏度难以保证，而且当配合面上有划痕、凸起、锈迹、污物时，一方面会造成被测的位标器污损，另一方面在测量过程中装拆工作烦琐，配重过程复杂；光学调整法虽说在很大程度上克服了上述方法的不足之处，但它对测试环境要求较高，而且适应性差、操作过程麻烦，测试效率难以提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种操作简单、适应性较好、测试速度快的陀螺位标器转轴静平衡测试方法。

一种用于陀螺位标器转轴的静平衡测试方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一：测量被测轴转矩常数；

步骤二：陀螺位标器转轴静平衡测试；

步骤三：选取陀螺位标器其余的测试轴进行测试，确定被测轴后，重复步骤一和步骤二，最终，外环轴、中环轴和内环轴三个被测轴均测试完毕，本发明结束。

本发明的优点在于：

（1）在本发明中，使用水平轴角位置转台装卡被测陀螺位标器，通过改变安装夹具的方向就能使陀螺位标器三个轴中的任意一个被测轴与转台轴平行，转台驱动器接收测控系统（上位机）发出的角位置控制信号，可以以不同的控制模式到达不同角位置锁定，角位置控制精度较高，转角范围不小于360°；

（2）本发明测试方法使用多功能、高精度、高速率的数据采集卡，保证了测控系统不但能快速记录陀螺位标器各个轴运动的角度、角速度、驱动电压、电流，而且具有较高的测试精度指标；

（3）本发明使用多功能数据采集卡自带的四个定时器输出口中的三个输出PWM信号，通过I/O口输出方向、起停信号分别用于陀螺位标器各个轴电机的伺服控制，极大地降低了软硬件设计的难度；

（4）本发明测试方法简单，一方面不会造成被测的陀螺位标器污损，另一方面它对测试环境要求不高，适应性较好、测试效率容易提高；

（5）本发明测试方法依据位标器陀螺转轴的机械结构、性能特点和静平衡测试的要求，以刚体静力学理论为基础，通过对被测轴周期性变化的电流在其变化整周期上的积分来求解静不平衡量的值，所以测试数据处理简单，计算量较小。

（6）本发明测试方法的软件采用图形化编程软件Lab VIEW语言作为开发工具，以动画、图表、曲线和虚拟面板的形式完成测试所需的所有功能，管理检测设备的供电，具有较高的可靠性、较快的运行效率和较直观的软件操作界面。

附图说明

图1为本发明的测试方法所采用系统的结构组成示意图；

图2为本发明的方法流程图；

图3为本发明步骤一所述测量被测轴转矩常数的方法流程图；

图4为本发明步骤一所述在正转方向时被测轴转矩常数实验测定方法的示意图；

图5为本发明步骤一所述在反转方向时被测轴转矩常数实验测定方法的示意图；

图6为本发明步骤二所述陀螺位标器转轴静平衡测试的电流积分方法流程图；

图7为本发明步骤二所述，在水平轴角位置转台的每一个锁定角位置θ_i处，陀螺位标器被测轴进行正弦小角度振动时，采集回来的角位移信号与时间的对应关系曲线示意图；

图8为本发明步骤二所述，在水平轴角位置转台的每一个锁定角位置θ_i处，陀螺位标器被测轴进行正弦小角度振动时采集回来的驱动电流信号与时间的对应关系曲线示意图；

图9为本发明步骤二所述，陀螺位标器被测轴的静不平衡力矩与水平轴角位置转台每个锁定角位置θ_i的对应关系曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。