[发明专利]超低干扰力矩回转轴系

说明书

一种超低干扰力矩回转轴系，包括主轴，主轴上端与工作台面连接，主轴穿过气体轴承，且与气体轴承同轴安装，主轴的下端与无刷力矩电机连接，主轴下方为导电滑环，导电滑环下方为滑环伺服系统。所述滑环伺服系统包括导电滑环、硅光电池、硅光电池探测板、滑环伺服电机与滑环轴；导电滑环由转子与定子组成，主轴与转子同轴安装，但不接触，主轴下端连接配重，配重下方为导电滑环，且导电滑环与配重不接触，导电滑环的定子与滑环轴连接，滑环伺服电机与滑环轴同轴安装；在配重下端面安装有硅光电池探测板，而在导电滑环的定子上与硅光电池探测板相对应的位置安装有硅光电池；导电滑环的转子通过柔性电缆与转台的工作台面连接，随工作台面一起转动。

技术领域

本发明属于回转轴系领域，具体涉及一种超低干扰力矩回转轴系。

背景技术

高精度导航设备例如陀螺仪等是制导控制系统中的重要反馈元件，为提高导航精度，需要对这些导航设备进行独立标定，减少漂移误差带来的影响。对惯性测试设备自身而言，高精度测试转台必须解决低速爬行的现象，同时在进行空间翻转时依旧保证主轴系统具有足够位置精度和速率精度。

传统的单工况气浮轴承可以满足单一载荷在固定位置的位置要求和速率要求，而对于惯性产品测试类转台来讲，需要进行多轴联动才能满足被测产品的测试要求，因此传统的单工况气浮主轴结构形式无法满足在被测产品在大范围内变化，即宽域载荷在空间翻转状态下的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，在大尺寸的气浮轴设计基础上，提供一种宽域载荷范围内空间翻转式主轴的设计方法和设计结构模型，该方法解决了传统单工况气浮主轴结构形式无法满足空间翻转状态下应用的问题，扩大了气浮轴承在精密测试类仪器领域内的应用范围。同时测试转台上安装的导电滑环在转动时带入的转动摩擦可以通过本气浮主轴的具体结构形式得到补偿，提高了测试精度和测试准确性，推动我国惯导产品向高精度高可稳定性方向的进一步发展。

本发明的技术方案如下：一种超低干扰力矩回转轴系，包括主轴，主轴上端与工作台面连接，主轴穿过气体轴承，且与气体轴承同轴安装，主轴的下端与无刷力矩电机连接，主轴下方为导电滑环，导电滑环下方为滑环伺服系统。

所述滑环伺服系统包括导电滑环、硅光电池、硅光电池探测板、滑环伺服电机与滑环轴；导电滑环由转子与定子组成，主轴与转子同轴安装，但不接触，主轴下端连接配重，配重下方为导电滑环，且导电滑环与配重不接触，导电滑环的定子与滑环轴连接，滑环伺服电机与滑环轴同轴安装；在配重下端面安装有硅光电池探测板，而在导电滑环的定子上与硅光电池探测板相对应的位置安装有硅光电池；导电滑环的转子通过柔性电缆与转台的工作台面连接，随工作台面一起转动。

所述当转台的工作台面旋转时，硅光电池探测板和硅光电池实时测量滑环轴与主轴之间的位置误差；滑环伺服控制系统给出与滑环轴与主轴之间的位置误差大小成比例的电压信号，驱动滑环伺服电机，带动滑环轴向减少位置误差的方向转动，达到滑环轴与主轴同步。

主轴上端与工作台面螺接。

本发明技术效果：采用了中间止推轴承和端面可调配重技术，克服了传统单工况气浮轴承无法在空间翻转条件中应用的弊端，实现了大尺寸气浮轴承在宽域载荷下空间翻转条件中应用。同时气浮主轴与摩擦力矩补偿系统串联的结构形式，极大的提高了整机结构的紧凑型和小型化，扩大了气浮轴承在精密测量中应用。

附图说明

图1为本发明所述超低干扰力矩回转轴系示意图

图2为本发明所述超低干扰力矩回转轴系滑环伺服系统示意图

图中：1—基座 2—转台工作台面 3—气体轴承 4—主轴 5—被测产品 6—无刷力矩电机 7—导电滑环 8—滑环伺服系统 9—硅光电池 10—硅光电池探测板 11—配重12—滑环伺服电机

具体实施方式