[发明专利]一种双编码器式动态角度发生转台及使用方法

说明书

本发明公开了一种双编码器式动态角度发生转台及使用方法，其技术方案要点是：包括同轴设置的底座、电机座、外壳、读数头座以及工作台；电机座、外壳、读数头座的内部空腔转动连接有芯轴，芯轴的顶端与工作台固定连接，芯轴的底端同轴设置有直驱电机，直驱电机包括电机转子和电机定子，电机转子与芯轴底端固定套接，电机定子固定安装在电机座内；芯轴的底端设有副编码器；芯轴的顶端设有主编码器。将主编码器上置，分离了测量编码器和控制编码器，动态测角精度高，大的角刚度设计使其具有较强的抗倾覆力矩，可以高精度的动态生成角度、角速度、角加速度等，适用于陀螺仪、圆光栅、测角转台等角度测量或校准场合，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及超精密运动、超精密测量技术领域，更具体地说，它涉及一种双编码器式动态角度发生转台及使用方法。

背景技术

角度是最基本的几何量之一，在几乎所有的科技领域中都有应用，角度发生装置作为角度的物理基准广泛应用于制造、测量、军事、航空航天等行业。随着动态角度性能要求的出现，传统的多棱体、多齿台、分度盘等角度发生装置早已不能满足现代科学和技术工业发展的需求。

高精度角度发生转台是近年来发展起来的集光学、机械、电子、计算机等多学科尖端技术复合而成的新型角度发生装置。目前，常规的转台基于单编码器和驱动电机型式，驱动反馈与测量采用同一编码器，且驱动电机与编码器安装距离较近，编码器信号容易受到干扰，无法生成较高精度的动态角度。此外，常规转台无法实现随动的供电和信号采集，结构上未考虑倾斜使用的情况，抗倾覆角刚度偏低，无法满足陀螺仪等动态角度发生的需求。

因此，如何研究设计一种双编码器式动态角度发生转台及使用方法是我们目前急需解决的问题。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种双编码器式动态角度发生转台及使用方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种双编码器式动态角度发生转台，包括由下而上依次同轴设置的底座、电机座、外壳、读数头座以及供被测对象固定安装的工作台，底座、电机座、外壳、读数头座依次固定连接；电机座、外壳、读数头座的内部空腔转动连接有芯轴，芯轴的顶端与工作台固定连接，芯轴的底端同轴设置有直驱电机，直驱电机包括电机转子和电机定子，电机转子与芯轴底端固定套接，电机定子固定安装在电机座内；芯轴的底端设有与直驱电机电性连接的副编码器，副编码器包括副光栅盘、副读数头，副光栅盘同轴设置在芯轴的底端，副读数头固定在底座的内表面；芯轴的顶端设有主编码器，主编码器包括主光栅盘、主读数头，主光栅盘同轴设置在芯轴的顶端，主读数头固定安装在读数头座。

通过采用上述技术方案，将主编码器与副编码器独立设置在芯轴的两端，副编码器与直驱电机组成驱使芯轴转动的控制单元，可精准控制转台转动，同时缩短主编码器与工作台的距离，避免因芯轴振荡时两端转动情况不一致而导致测量的动态测角信号误差较大情况发生，使得主编码器输出高精度的动态测角信号，从而使得与被测对象自身输出的转动数据对比校准误差较小；此外，动态角度发生转台可根据需要倾斜放置使用，其使用场景不受限制，环境适应性强。

本发明进一步设置为：所述芯轴与底座之间设有滑环；滑环的固定部与底座固定连接，且与芯轴活动连接；滑环中位于固定部内的转动部与芯轴固定连接，转动部与固定部可相对圆周转动；工作台固定安装有两个随动接口，芯轴内部沿自身轴线方向呈中空设置，随动接口通过线缆穿过芯轴后与滑环的转动部连接；其中一个随动接口为向被测对象供电的电源端口，另一个随动接口为供被测对象传输信号的信号接口。随动接口、线缆以及同线缆连接的滑环的转动部均与工作台同步运动，可使转台实现全圆周角度工作。

本发明进一步设置为：所述芯轴外壁套设有位于外壳内的支承结构。支承结构可限制芯轴与外壳之间的相对振荡，增强了转台的稳定性，从而提高了转台使用的精确度。