专利名称：绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自由落体型绝对重力测量仪，特别涉及控制绝对重力 仪真空室中自由落体运动的机械传动机构。
背景技术：
自由落体型绝对重力仪是目前测量绝对重力值最精密的测量仪器。其测量
原理为用激光干涉技术测量棱镜的下落距离L，用精密计时钟测量棱镜下落的 时间t,通过自由落体运动方程
L=V。t+l/2gt2 (1)
即可测定重力加速度g值。
自由落体型绝对重力仪测量绝对重力值的原理简单，却是光、机、电一体 化的精密测量仪器。图1为目前测量精度最高的美国Micro-g Solutions, Inc. 公司的FG5型绝对重力仪的系统原理图(引自王谦身著"重力学，，，地震出版 社，2003,第49页)。
在FG5型绝对重力仪中，充当自由落体的下落棱镜12，放在真空落体室2 中的同落箱3中。同落箱3由伺服驱动马达9控制上升和下落运动。在测量过 程中同落箱3跟踪下落棱镜12，但并不接触，最后在下落末端接住下落棱镜， 完成一次落体下落测量。下落棱镜12从顶部下落时，激光器n发出的光束被 分光镜分别反射到下落的下落棱镜12和另一个固定的参考棱镜23上；在下落 棱镜12加速落向真空室的底部的过程中，通过用干涉仪22精确确定下落棱镜 下落过程中不同时刻的位置即可推算出绝对重力值。
上述结构中，同落箱在真空落体室中的上下运动，是由垂向布置的钢带传 动装置带动。位于真空落体室外的伺服驱动马达9，通过过真空传动轴，将动力 传递到真空落体室中的钢带传动装置。这一驱动装置的结构复杂，可靠性和使
3用寿命都受到影响。
意大利、日本等国的自由落体型绝对重力仪有釆用抛射技术方案，实现下 落棱镜上下运动。但存在控制误差大等问题。
实用新型内容
为克服上述缺陷，本实用新型目的在于提供一种结构简单，可靠性好、使 用寿命长的绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构。
为达到上述目的，本实用新型绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构， 至少包括真空落体室，在所述的真空落体室内设有同落箱，在所述真空落体室
内一侧垂向设有直线导轨，所述的同落箱滑动设置在直线导轨上；在所述的真 空落体室上设有控制驱动电路控制下的伺服电机，在所述的同落箱顶部向上设 有齿条，所述齿条向上伸出真空落体室与伺服电机轴端齿轮相啮合；在所述的 齿条外套设有一弹性波紋管，所述弹性波紋管的一端安装在同落箱上表面并与 其真空密封；另一端安装在真空落体室顶壁内表面并与其真空密封，所述的弹 性波紋管外表面与真空落体室内表面之间为真空空间。
特别是，在所述的直线导轨与同落箱之间通过滑动平台连接。
上述结构的本实用新型中，利用弹性波紋管的自由伸缩及真空隔离功能， 伺服电机在真空室外驱动齿条就可对真空落体室中的同落箱实现上下运动控 制，完成落体下落测量，整体结构筒单，具有使用方便、可靠性高、寿命长等 优点。
图1为FG5型绝对重力仪的系统原理图
图2为本实用新型绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构实施例的结构 示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图2所示，在所述的真空落体箱内固定有垂向直线导轨4，同落箱3通过 滑动平台5安装在直线导轨上；齿条8的一端与弹性波紋管1的端头6连接， 另一端由弹性波紋管1内腔伸出到真空落体室2顶端外，穿过导向轴承11与伺 服电机9轴端齿轮10啮合。在齿条外套设有弹性波紋管1，弹性波紋管1的端 头6和同落箱3顶端真空密封连接，弹性波紋管1另一端的法兰7与真空落体 室2的顶壁真空密封连接，这样，利用弹性波紋管l自由伸缩及真空隔离功能， 既保证了真空落体室内与真空落体室外的真空隔离，又不影响齿条的上下运动。 使用时，伺服电机9在控制驱动电路控制下，带动同落箱3沿直线导轨4实现 棱镜12的上升和自由下落运动；激光束通过透光玻璃窗13射到落体棱镜12后 反射回干涉仪，完成重力测量。
综上所述，本实用新型的自由落体型绝对重力仪利用弹性波紋管自由伸缩 及真空隔离功能，在控制驱动电路控制下，通过齿条8或传动带驱动，既可实 现棱镜(12)的自由下落运动又可实现自由上抛-自由下落两向自由运动。整 体结构简单，具有方便、可靠、寿命长，落体运动落程长短可控的优点。
权利要求1、绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构，至少包括真空落体室，在所述的真空落体室内设有同落箱，其特征在于在所述真空落体室内一侧垂向设有直线导轨，所述的同落箱滑动设置在直线导轨上；在所述的真空落体室上设有控制驱动电路控制下的伺服电机，在所述的同落箱顶部向上设有齿条，所述齿条向上伸出真空落体室与伺服电机轴端齿轮相啮合；在所述的齿条外套设有一弹性波纹管，所述弹性波纹管的一端安装在同落箱上表面并与其真空密封，另一端安装在真空落体室顶壁内表面并与其真空密封，所述的弹性波纹管外表面与真空落体室内表面之间为真空空间。
2、 如权利要求1所述的绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构，其特征 在于在所述的直线导轨与同落箱之间通过滑动平台连接。
专利摘要本实用新型公开了一种绝对重力仪过真空传动控制落体运动机构，为解决现有技术结构复杂，寿命短等问题而发明。至少包括真空落体室，在所述的真空落体室内设有同落箱，该同落箱滑动设置在真空落体室内的垂向直线导轨上；在所述的同落箱顶部向上设有齿条，所述的齿条向上伸出真空落体室与伺服电机轴端齿轮相啮合；在所述的齿条外套设有一弹性波纹管，所述的弹性波纹管外表面与真空落体室内表面之间为真空空间。上述结构的本实用新型中，利用弹性波纹管的自由伸缩及真空隔离功能，伺服电机在真空室外驱动齿条就可对真空落体室中的同落箱实现上下运动控制，完成落体下落测量，整体结构简单，具有使用方便、可靠性高、寿命长等优点。
文档编号G01V7/14GK201359639SQ20082018254
公开日2009年12月9日 申请日期2008年12月29日 优先权日2008年12月29日
发明者池顺良 申请人:池顺良