[发明专利]一种高精度六维加速度传感器标定转换机构及标定方法

说明书

本发明涉及一种高精度六维加速度传感器标定转换机构及标定方法，该机构包括基座、滑移平台和转动系统，基座由机架、套筒、驱动齿条、齿轮轴、驱动齿轮、从动齿轮和第一调节齿条组成，套筒安装在机架端处，驱动齿条设置于套筒内，驱动齿轮、从动齿轮安装在齿轮轴上；滑移平台由滑板、从动齿条和第二调节齿条组成，从动齿条安装在滑板端部，从动齿条与从动齿轮相啮合；转动系统由转轴、推力球轴承和标定齿轮组成，推力球轴承安装在转轴上，标定齿轮安装在推力球轴承上，标定齿轮与第一调节齿条或第二调节齿条相啮合。本发明的优点是承载能力强，能同步实现多种加速度的标定且标定同步；驱动稳定，运行平稳，易于控制，输出精度高，提高了标定精度。

技术领域

本发明涉及一种高精度六维加速度传感器标定转换机构及转换方法，属于多维加速度传感器或捷联惯导技术领域。

背景技术

随着科学技术的不断发展以及人们对认识客观世界的要求不断提高，人们迫切需要像六维加速度传感器这种多自由度的敏感仪器来获取载体的运动信息。六维加速度传感器可同时检测三维线加速度矢量和三维角加速度矢量，是获取物体运动参数的重要元件，在机器人、虚拟现实、航天航空、精密加工、自动化控制等领域被广泛应用，六维加速度传感器具有广泛的应用前景。六维加速度传感器加工组装好后，需要对传感器进行标定测试，确定传感器的输入与输出之间的关系，标定加载装置的精度直接影响传感器的测量精度，因此，高精度标定装置的研究具有重要意义。

目前对于六维加速度传感器标定装置的研究大多是基于电机驱动的标定机构。专利号为201010236968.6的中国专利公开了一种六维加速度传感器标定平台，该平台通过回转平台的旋转运动对六维加速度传感器提供加速度来源，通过改变回转平台上位姿平台的位置对传感器作用不同的加速度幅值。该专利的不足之处是不能对传感器实施线加速度和角加速度的同步标定，导致标定信息不全面。同时，文献《一种压电式六维加速度传感器的校准方法研究》提出了一种传感器测试方法，分别利用线激振器设备和角激振设备，得到各加速度计输出幅值，进而计算出传感器的姿态误差和位置误差。该文献的不足是线加速度和角加速度标定设备不同，对应的静态输出漂移量不同，并且标定装置的承重能力较弱。专利号为201210138831.6的发明专利公布了一种六维加速度传感器标定平台及标定方法，专利号为201811372358.1的发明专利公布了一种六维加速度传感器试验装置及其试验方法，二者均是通过电机驱动两组滑移平台，进而通过调节两组滑移平台的连接方式对传感器作用不同的线加速度和角加速度，可以得到全面的标定信息。但是，存在着系统设计的机构较多，加工和组装较为不便；系统振动较大，运行不平稳；不便于调节变换运动方式等缺点。

综上可知，现有的六维加速度传感器标定装置存在以下几个问题：

（1）电机驱动本身输出存在较大的误差，导致标定结果的误差较大；

（2）驱动电机控制较为困难，标定平台振动严重，传动不稳定；

（3）结构复杂，不便于调节运动方式。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种标定精度高、易于控制、工作稳定可靠、标定信息全面的六维加速度传感器标定转换机构以及利用该机构进行标定的标定方法。

为了达到以上目的，本发明提供了一种高精度六维加速度传感器标定转换机构，包括基座、滑移平台和转动系统，所述基座主要由机架、套筒、驱动齿条、齿轮轴、驱动齿轮、从动齿轮和第一调节齿条组成，所述套筒安装在机架端处，所述驱动齿条设置于套筒内，并且所述驱动齿条与驱动齿轮相啮合，所述驱动齿轮、从动齿轮通过平键安装在齿轮轴上；所述滑移平台主要由滑板、从动齿条和第二调节齿条组成，所述从动齿条安装在滑板的端部，并且所述从动齿条与从动齿轮相啮合；所述转动系统主要由转轴、推力球轴承、标定齿轮和定位销组成，所述推力球轴承安装在转轴上，所述标定齿轮安装在推力球轴承上，并且所述标定齿轮与第一调节齿条或第二调节齿条相啮合。