陀螺转子质心位置精密调整方法与实验研究

发布时间：2017-07-26 13:07

  本文关键词：陀螺转子质心位置精密调整方法与实验研究

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【摘要】：随着我国科学技术的飞速发展,陀螺仪作为飞行器姿态判断的重要部件广泛应用于航空、航天等领域。由于陀螺仪应用场合较为特殊,高可靠性、高稳定性一直是科学家关注的重点。陀螺仪精度要求较高相应加工成本较高、工艺难度较大。作为陀螺仪的核心部件,陀螺转子的转速每分钟高达一万多转,在如此高的转速下,转子动平衡量要求较高。目前某型号陀螺转子的动平衡调整主要通过人工手动完成,调整过程完全依靠工人经验,效率低下,因此设计一套陀螺转子质心位置精密调整装置减少调整过程中人为因素的干扰具有十分重要的现实意义。本文针对某型号机械陀螺仪的结构特点利用质心平移法设计了陀螺转子质心位置精密调整装置,该装置设计过程中采用模块化的设计思想将该装置分成四个部分：陀螺仪夹持模块、转子调整模块、转子移动测量模块、视觉对准模块。陀螺仪夹持模块主要用于夹持陀螺仪并调整陀螺转子的相对位置。转子调整模块通过调整螺钉改变陀螺转子与陀螺仪壳体的相对位移。转子移动测量模块能够实时测量陀螺转子与陀螺仪壳体的相对位移量并及时将测量数据传递给计算机。视觉对准模块则能准确采集目标螺纹孔信息并反馈给计算机。基于LabVIEW软件的控制系统将相互独立的四个模块紧密联系。根据调整装置中硬件的特性及实际使用的特点设计调整装置控制电路系统。原始设计方案中螺钉在旋转过程中跳动量较大,难以准确进入调整螺纹孔,对这一现象进行分析,并对调整螺钉的结构进行优化设计,从而保证调整螺钉能够顺利进入调整螺纹孔。利用测微尺对视觉对准模块中CCD相机进行标定,并完成目标螺纹孔的圆心坐标的标定。利用微动台架对位移传感器的测量精度进行检验。通过实验证明陀螺仪工装在转子质心位置调整过程中不会对调整结果形成干扰。结合陀螺转子单方向的动平衡调整实验,对陀螺转子动平衡调整理论探究,初步建立陀螺转子不平衡量与调整位移量之间的数学关系模型。分析影响陀螺转子不平衡的因素,并对下阶段的工作开展提出建议。
【关键词】：陀螺转子 结构设计 质心调整 动平衡理论分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V241.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 转子不平衡原因及危害9-11
• 1.3 转子动平衡技术国内外研究现状11-13
• 1.4 动平衡测量技术13-14
• 1.5 转子现场动平衡技术14-15
• 1.6 转子在线动平衡技术15-16
• 1.7 课题研究内容和章节安排16-17
• 2 陀螺转子质心位置精密调整装置设计17-33
• 2.1 某型号机械式陀螺仪简介17
• 2.2 陀螺转子质心位置精密调整装置17-30
• 2.2.1 陀螺仪夹持模块19-22
• 2.2.2 转子调整模块22-25
• 2.2.3 转子移动测量模块25-26
• 2.2.4 视觉对准模块26-28
• 2.2.5 软件控制策略28-30
• 2.3 陀螺仪动平衡调整装置电路系统30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 3 陀螺转子质心位置精密调整装置标定及实验33-46
• 3.1 调整螺钉优化设计33-35
• 3.1.1 改进前调整螺钉33-35
• 3.1.2 改进后调整螺钉35
• 3.2 相机及螺纹孔圆心坐标标定35-40
• 3.2.1 相机标定35-38
• 3.2.2 螺纹孔圆心坐标标定38-40
• 3.3 位移传感器测量精度检验40-41
• 3.4 陀螺仪工装对转子质心位置调整的影响研究41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 4 陀螺转子质心位置调整量研究46-56
• 4.1 转子不平衡量的表示46-47
• 4.2 转子不平衡分类47-49
• 4.3 转子平衡精度等级49
• 4.4 陀螺转子的不平衡调整49-55
• 4.4.1 陀螺转子质心位置调整实验50-53
• 4.4.2 影响陀螺转子不平衡的因素分析53-54
• 4.4.3 陀螺转子动平衡调整实验下阶段规划54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 结论56-57
• 参考文献57-59
• 附录A TESA位移传感器精度测量数据59-60
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况60-61
• 致谢61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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3 商占胜;;挠性转子动平衡的研究[J];机械设计与制造;2011年12期

4 朱桂芳,吕雪龙;纺纱机转杯组合件动平衡分析[J];江苏纺织;2003年05期

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本文编号：576514