本实用新型属于夹具技术领域,具体涉及一种IMU标定夹具。
背景技术:
IMU即惯性测量单元,惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率) 以及加速度的装置,其广泛应用于无人机技术领域。一般的,一个IMU包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺,加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号,而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号,测量物体在三维空间中的角速度和加速度,并以此解算出物体的姿态,在导航中有着很重要的应用价值。
IMU属于精密测试仪器,需要定期对其进行标定。由于IMU采集空间6 个自由度的数据信息,其内部的陀螺仪旋转轴和旋转平面需要垂直,标定时需要保证各轴姿态稳定。为了保证IMU在标定过程中的姿态稳定,现有的标定方式是对IMU六个面进行固定约束,因此为满足标定时的装夹要求,IMU 的外形需要有六个平面两两垂直,这导致加工精度要求高,生产难度大,产品造价昂贵。
技术实现要素:
本实用新型提供一种IMU标定夹具,以解决现有技术中由于对IMU标定的装夹精度要求高,导致IMU外形加工精度要求高、生产难度大的问题。
本实用新型实施例提供一种IMU标定夹具,包括底座和固定夹片,所述底座包括底板以及在所述底板的两侧相对设置的侧板,所述底板上设有2至 4个定位销,所述侧板、所述底板与所述定位销采用一体成型;所述固定夹片的两端分别与所述侧板采用可拆卸方式连接,所述固定夹片与所述底座连接后可将IMU夹紧。
作为本实用新型的优选方式,所述固定夹片包括夹紧部和固定部,所述固定部位于所述夹紧部的两端。
作为本实用新型的优选方式,所述夹紧部为长条状,在所述夹紧部的中部设有向下弯曲的弓形结构,所述弓形结构的顶部为平面。
作为本实用新型的优选方式,所述固定部为垂直于所述夹紧部且向下延伸的环形扣。
作为本实用新型的优选方式,所述侧板的外侧均设有凸起,所述环形扣可挂扣在所述凸起上。
作为本实用新型的优选方式,所述凸起上设有向下倾斜的导引斜面。
作为本实用新型的优选方式,两个所述环形扣的距离与两个所述侧板的外侧面的距离相等。
作为本实用新型的优选方式,所述底板的上、下表面的平面度≤0.5μ m/100mm。
作为本实用新型的优选方式,所述底板的上、下表面的粗糙度≤Ra0.2 μm。
作为本实用新型的优选方式,所述侧板与所述底板的垂直度为≤0.02mm。
本实用新型的有益效果在于:通过底座和固定夹片的夹持作用将IMU装夹在标定仪器工作台上,并且底座的上表面设置至少两个定位销防止IMU的轴向转动。由于底座和固定夹片的夹持作用和定位销的定位作用,IMU的6 个空间自由度已被限制,因此只需对底座的底面和IMU的底面做高精度加工即可满足IMU的标定要求,大大减小了IMU的生产成本,有利于降低IMU的价格。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
其中,1、底座,2、固定夹片,3、底板,4、侧板,5、定位销,6、环形扣,7、IMU,8、凸起。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
本实用新型实施例公开了一种IMU标定夹具,如图所示,其结构分为两部分,包括底座1和固定夹片2。
底座1的结构包括底板3以及在底板两侧相对设置的侧板4,两个侧板4 垂直于底板3,形成一个U形结构,IMU7标定时即设置在U形结构内。本实用新型正常工作时,底板3的上表面与IMU7接触,两个侧板4不与IMU7接触,实际上底座1只有一个面与IMU7接触。在底座1与IMU7的接触面上(即底板的上表面)设有2至4个定位销5,1个定位销5能够固定IMU7使之不与底板3发生相对移动,2个以上的定位销5能够固定IMU7使之不与与底板 3发生相对转动。为方便底座1的制作和使用,可在底板3表面规划一个矩形,将定位销5分布于矩形的顶点处。进一步地,侧板4、底板3与定位销5 采用一体成型,能够最大限度保证夹具的整体刚度,从而确保标定精度。
此外,由于IMU7为精密测量仪器,其标定夹具的工作面也应当具有较高的形位公差和表面粗糙度,在综合考虑制造成本和使用要求的情况下,本实用新型底板3的上、下表面的平面度≤0.02mm/100mm,上、下表面的粗糙度≤Ra0.8μm,侧板4与底板3的垂直度≤0.02mm。
利用上述结构的底座1可以限制IMU7的5个空间自由度,此时IMU7还可以在竖直方向上与底座1发生相对移动,因此为了限制竖直方向的移动自由度,需在IMU7上方对其施加向下的压力将其固定。
为了彻底固定IMU7,在底座1的上方还设有固定夹片2,固定夹片2的两端分别与底座1的侧板4采用可拆卸方式连接,固定夹片2与底座1连接后可将IMU7夹紧。固定夹片2的结构包括夹紧部和固定部,固定部位于夹紧部的两端。
夹紧部为一个长条状的金属片,在其中部设有向下弯曲的弓形结构,该弓形结构的顶部为平面,弓形结构具有一定的变形空间,正是利用弓形结构发生形变产生的弹力将IMU牢牢固定,而将弓形结构的顶部设置为平面可以增大固定夹片2对IMU7的作用面积,使IMU7的受力更均与、更牢靠。
固定部与夹紧部连接,其结构为垂直于夹紧部且向下延伸的环形扣。与固定部结构相对应的,在底座1两个侧板4的外侧设有与环形扣6匹配的凸起8,环形扣6可挂扣在凸起8上。当底座1和固定夹片2配合将IMU7夹好,固定夹片2和底座1对IMU7的作用力将可将IMU7牢牢固定在二者之间。需要解开挂扣时,只需将环形扣6向外侧掰动即可解开。为了方便环形扣6与凸起8的挂扣,在凸起8上设有向下倾斜的导引斜面,只需将固定夹片2向下按压,环形扣6顺着导引斜面下行直至挂扣在凸起8的底部。为了保证固定夹片2与底座1挂扣结构的稳定性,防止固定夹片2与底座1相对晃动,两环形扣6之间的距离与底座1上两个侧板4的外侧面的距离相等。
应用本实用新型标定IMU7时,首先根据底板上定位销5的位置在IMU7 的底面开孔,然后将IMU7上的孔对准定位销5,将IMU7放置在底座1上,随后从上方安装固定夹片2,将固定夹片2的两个环形扣6挂扣在凸起8上。此时通过固定夹片2和底座1的作用力将IMU7牢牢固定,之后将其置于标定仪器上即可进行标定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。