[发明专利]一种基于MEMS导航系统的双轴转位机构及其标定方法

权利要求书

1.一种基于MEMS导航系统的双轴转位机构，其特征在于：包括底部支撑模块、设置在底部支撑模块上的旋转平台模块、电路模块，所述旋转平台模块包括方位滑环端盖、导电滑环、方位滑环轴联接件、方位滑环轴套、双列角接触球轴承、方位滑环轴、俯仰平台、方位电机轴、联接端盖、谐波减速器、方位电机轴止动片、步进电机、步进电机端盖、光电传感器、方位平台，俯仰平台是MEMS惯性器件的安装平台，方位滑环轴一端与俯仰平台通过过盈配合联接在一起、另一端与双列角接触球轴承配合实现与方位平台之间的相对运动，通过螺栓将方位滑环轴联接件联接在方位滑环轴上，导电滑环内置于方位滑环轴空腔，其法兰部分通过螺栓与方位滑环轴联接，方位滑环端盖通过螺栓与方位平台联接实现密封与限制轴承、轴的轴向移动，方位电机轴一端与俯仰平台通过过盈配合联接在一起，另一端与双列角接触球轴承配合实现与方位平台之间的相对运动，联接端盖通过螺栓联接在方位平台上，方位电机轴止动片通过螺栓联接在方位电机轴上以限制轴的轴向移动，谐波减速器一端联接在步进电机上进行1：1运动传递、另一端固定在方位电机轴上实现1：30运动传递，步进电机端盖通过螺栓与方位平台联接，光电传感器固定在方位平台上，用来实现俯仰平台的位置检测和初始、终止零位确定。

2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS导航系统的双轴转位机构，其特征在于：底部支撑模块包括俯仰滑环端盖、俯仰滑环轴联接件、导电滑环、俯仰滑环轴套、俯仰滑环轴、双列角接触球轴承、底部支撑、光电传感器、俯仰电机轴、俯仰电机轴止动片、联接端盖、谐波减速器、步进电机、步进电机端盖，俯仰滑环轴一端与方位平台通过过盈配合联接在一起、另一端与双列角接触球轴承配合实现与底部支撑之间的相对运动，通过螺栓将俯仰滑环轴联接件联接在俯仰滑环轴上，导电滑环内置于俯仰滑环轴空腔，其法兰部分通过螺栓与俯仰滑环轴联接，俯仰滑环端盖通过螺栓与底部支撑联接实现密封与限制轴承、轴的轴向移动，俯仰电机轴一端与方位平台通过过盈配合联接在一起、另一端与双列角接触球轴承配合实现与底部支撑之间的相对运动，联接端盖通过螺栓联接在底部支撑上、另一端与双列角接触球轴承以面接触的形式限制轴承的轴向移动，俯仰电机轴止动片通过螺栓联接在俯仰电机轴上，谐波减速器一端联接在步进电机上进行1：1运动传递、另一端固定在俯仰电机轴上实现1：30运动传递，步进电机端盖通过螺栓与底部支撑联接，光电传感器固定在底部支撑上。

3.根据权利要求2所述的一种基于MEMS导航系统的双轴转位机构，其特征在于：电路模块包括电路板外壳、密封盖板、拆卸支架、外接航插、控制传输电路板，控制传输电路板通过螺栓固定在电路板外壳上，其采集的数据信号和控制信号通过外接航插进行输入输出，密封盖板通过螺栓分别与电路板外壳和底部支撑联接，拆卸支架内置弹簧，在正常工作状态下使得其紧扣在密封盖板的外侧上，当拆去螺栓后向两侧旋转四个拆卸支架即可完成电路模块的拆卸。

4.一种应用权利要求1或2或3的所述基于MEMS导航系统的双轴转位机构的标定方法，其特征在于：步骤如下：

步骤1：双轴转位机构通电保持静止状态3分钟预热，两个旋转轴X_s、Y_s轴在光电传感器的辅助下进行寻零，控制双轴转位机构X_s、Y_s缓慢旋转使其尽可能与地理系重合；

步骤2：控制X_s轴以角速度ω₁旋转11个整周期记录数据，转位机构旋转轴回零；

步骤3：控制Y_s轴以角速度ω₂旋转11个整周期记录数据，转位机构旋转轴回零；

步骤4：控制X_s轴以角速度2ω₁旋转11个整周期记录数据，转位机构旋转轴回零；

步骤5：控制Y_s轴以角速度2ω₂旋转11个整周期记录数据，转位机构旋转轴回零；

步骤6：控制X_s轴在旋转一个角度θ保持通电使其静止在相应的位置，令Y_s轴以角速度±ω₃分别旋转11个整周期记录数据，转位机构旋转轴回零；

步骤7：双轴转位机构相对Z_b轴转动180°，控制X_s轴旋转-θ角度，保持通电使其静止在相应的位置，然后令Y_s轴以角速度±ω₃分别旋转11个整周期记录数据，转位机构旋转轴回零；

步骤8：对上述试验过程获得的数据进行处理，提取有效数据；

步骤9：给出各误差参数的表达式，利用试验数据解算出误差参数，并对测量数据进行标定。