陀螺转子质心微位移调整系统及相关问题

摘要

挠性陀螺仪是惯性导航中的重要部件，由于陀螺的工作环境较为特殊，对陀螺的工作可靠性和稳定性的要求都极为严苛。陀螺动平衡是影响陀螺性能的主要因素，单纯通过提高各个部件的加工精度来实现整体工作性能的提升不仅加工成本比较高，而且对加工技术的要求也十分高，实现起来其难度很大。因此在保证陀螺仪各个部件的加工精度的同时，通过动平衡校正的方式来实现其动平衡的调整是十分重要的。
　　为了解决航空工业中挠性陀螺动平衡精密调整难题，研制了挠性陀螺质心微位移调整设备。挠性陀螺质心微位移调整设备采用模块化设计的思想，整个设备分为陀螺夹持模块、机器视觉模块、转子调整模块和转子位移测量模块四个部分。设备通过精密调整陀螺转子的质心位置来实现陀螺仪转子的惯性主轴与旋转主轴之间的距离处于允许范围内，从而达到转子动平衡精度调整的目的。
　　本文针对陀螺质心微位移调整设备测控软件与调整影响因素进行了深入研究，实现了陀螺转子质心精密调整的目的。陀螺转子质心调整程序基于LabVIEW编写，采用模块化的思想进行编写将整个程序分为系统初始化模块、参数输入模块、螺纹孔对准模块、转子质心调整模块、陀螺仪取出模块和手动控制模块，合理的设计了各个模块的工作流程。陀螺转子质心调整程序采用LabVIEW中的通知器通信技术实现了模块之间的同步控制;利用LabVIEW提供的IMAQ Vision模块实现了螺纹孔图像采集、处理以及螺纹孔的拟合，保证了螺纹孔和调整螺钉的对准;采用VISA节点实现了电感测微仪与工控机之间的串口通信，保证了转子质心位移量的准确测量。
　　针对陀螺仪转子质心微位移调整过程，分析了转子质心位置调整中的影响因素:紧固螺钉的旋紧扭矩和调整螺钉和螺纹孔的轴线间的夹角。针对装置中电感测微仪的零漂、调整螺钉旋入的重复性进行了实验验证，实验结果表明调整螺钉旋转的重复性满足要求;采用两个电感测微仪差值时，零漂不会对转子位移的测量结果产生影响。采用陀螺仪转子质心微位移调整设备进行了调整实验，实验结果表明陀螺转子质心调整设备达到设计要求。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 陀螺仪动平衡技术

1．2．1 陀螺仪特性与分类

1．2．2 转子不平衡产生原因

1．2．3 动平衡测量与校正

1．2．4 动平衡理论研究现状

1．3 微位移技术

1．3．1 螺旋式微位移机构

1．3．2 差动螺旋式微位移机构

1．3．3 直线电机式微位移结构

1．3．4 组合式微位移机构

1．3．5 压电式微位移机构

1．3．6 热变形式微位移机构

1．3．7 磁致伸缩式微位移机构

1．3．8 微位移技术国内外研究现状

1．4 课题研究内容和章节安排

2 陀螺转子质心微位移调整设备

2．1 陀螺仪简介

2．2 陀螺转子质心微位移调整设备

2．3 计算机控制系统及硬件控制电路

2．5 程序功能规划

2．5 本章小结

3 陀螺动平衡调整测量与控制软件

3．1 LabVIEW图形化软件

3．2 转子质心调整流程

3．3 陀螺转子质心微位移调整程序

3．3．1 系统初始化模块与参数输入模块

3．3．2 螺纹孔对准模块

3．3．3 转子调整模块

3．3．4 陀螺仪取出模块与手动控制模块

3．4 本章小结

4 转子质心调整影响因素分析与实验

4．1 紧固螺钉旋紧扭矩

4．2 调整螺钉和螺纹孔轴线夹角

4．3 预紧力大小控制实验

4．4 电感测微仪零漂实验

4．5 调整螺钉旋转重复性实验

4．6 陀螺动平衡调整实验

4．7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢