[发明专利]控制力矩陀螺动力特性测试的装置及方法

权利要求书

1.控制力矩陀螺动力特性测试的装置，包括左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)，左、右力矩陀螺(1、2)分别安装于左陀螺电机(3)和右陀螺电机(4)向上的输出轴上，左、右陀螺电机(3、4)分别安装于左进动电机(5)和右进动电机(6)的纵向输出轴上，左、右进动电机(5、6)安装于陀螺支撑架(7)上，所述陀螺支撑架(7)的左横向转轴(8)和右横向转轴(9)分别通过左轴承组件(10)和右轴承组件(11)安装于陀螺测试台(12)上，所述陀螺支撑架(7)左、右两侧的陀螺测试台(12)上均设有输入力矩传递机构和制动力矩传递机构，其中：

各制动力矩传递机构包括制动力矩传感器和力矩制动器，所述力矩制动器的转动轴连接制动力矩传感器的输入轴，所述制动力矩传感器的输出轴连接陀螺支撑架(7)对应的横向转轴；

各输入力矩传递机构包括电磁离合器、力矩输入电机和输入力矩传感器，所述力矩输入电机的输出轴通过降速齿轮传动副连接输入力矩传感器的输入轴，输入力矩传感器的输出轴连接电磁离合器的输入轴，电磁离合器的输出轴通过等速齿轮传动副连接力矩制动器的转动轴；

各进动电机的输出轴上设有测量进动角速度的增量编码器和测量进动角度的绝对编码器。

2.根据权利要求1所述的控制力矩陀螺动力特性测试的装置，其特征在于：所述力矩制动器为磁粉制动器。

3.根据权利要求1所述的控制力矩陀螺动力特性测试的装置，其特征在于：所述力矩输入电机为长条电机。

4.根据权利要求1所述的控制力矩陀螺动力特性测试的装置，其特征在于：各陀螺电机均为航模无刷电机。

5.根据权利要求1所述的控制力矩陀螺动力特性测试的装置，其特征在于：各进动电机均为薄饼电机。

6.控制力矩陀螺动力特性测试的方法，其特征在于采用了如权利要求1～5中任意一项所述的控制力矩陀螺动力特性测试的装置，其方案步骤为：

①、左力矩输入电机和右力矩输入电机提供主动力矩T1，左、右主动力矩T1分别通过对应的传动路径传递给左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)；

②、左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)分别在左陀螺电机(3)和右陀螺电机(4)的带动下高速自转，并分别在左进动电机(5)和右进动电机(6)带动下发生进动，在自转和进动作用下，左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)分别产生陀螺力矩；

③、左力矩陀螺(1)和右力矩陀螺(2)产生的陀螺合力矩T2在航向方向相互抵消，在横滚方向用来平衡力矩输入电机传递给力矩陀螺的主动力矩T1；

④、制动力矩传感器测出陀螺合力矩T2，输入力矩传感器测出主动力矩T1；

⑤、进动电机转轴上的增量编码器测量出进动角速度、绝对编码器测量出进动角度θ；

⑥、分别记录力矩输入电机在提供不同主动力矩T1情况下的不同陀螺合力矩T2、力矩陀螺的进动角速度和力矩陀螺的进动角度θ，根据记录的数据在上位机PC上绘制出T1-和T1-θ的图形曲线，通过曲线拟合得出两两之间的函数关系，最终分析获得因变量为陀螺合力矩T2，自变量为进动角速度和进动角度θ三者的变量函数蕴含关系。