IMU组件旋转检测的工装及IMU组件旋转检测方法与流程

本发明涉及imu组件旋转检测技术领域，尤其涉及一种imu组件旋转检测的工装及imu组件旋转检测方法。

背景技术：

在使用陀螺仪时，需要设置陀螺仪的初始参数，包括旋转360°时的初始参数，通常使用imu组件360°旋转的检测结果作为陀螺仪的初始参数。在现有的imu组件检测工装中，难以准确地将imu组件旋转360°，imu组件所获得的数据通常是实际转角大于360°或小于360°时所采集的数据，降低了所采集数据的准确性，直接导致了陀螺仪实际使用时反馈结果的误差。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种imu组件旋转检测的工装及imu组件旋转检测方法，用以解决现有imu组件检测转角难以严格保证360°的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明技术方案提供一种imu组件旋转检测的工装，工装包括：顶板、中间板、转动组件、挡片部和移动组件；顶板和中间板均为水平设置的板，并通过转动组件连接；顶板能够通过转动组件相对中间板绕竖直的参考轴线周向转动；顶板设有第一接触部，第一接触部与挡片部形成周向转动限位结构；挡片部通过移动组件沿参考轴线的径向移动，并能够与第一接触部脱离。

本发明技术方案中，中间板和顶板均为绕参考轴线的旋转对称结构；转动组件的轴线与参考轴线重合。

本发明技术方案中，转动组件包括上连接部和下连接部；上连接部与顶板固定连接，下连接部与中间板固定连接，上连接部与下连接部通过悬挂轴承连接。

本发明技术方案中，第一接触部固设在顶板的底面上，且第一接触部上的点绕参考轴线旋转的最大半径大于顶板上的点绕参考周旋旋转的最大半径。

本发明技术方案中，移动组件包括滑轨和滑块；滑轨与中间板的相对位置不变，滑块能够在滑轨上沿参考轴线的径向移动；

挡片部固设在滑块上。

本发明技术方案中，滑轨两端均设有挡块，2个挡块限定了滑块的第一极限位置和第二极限位置；

滑块处于第一极限位置时，挡片部能够对第一接触部形成周向转动限位结构；滑块处于第二极限位置时，挡片与第一接触部脱离。

本发明技术方案中，挡片部包括挡片和拉动部，挡片与滑块固定连接，拉动部与挡片固定连接，拉动部用于沿滑轨拉动滑块。

本发明技术方案中，挡片部还包括复位组件，复位组件能够使挡片部不受外力作用的情况下始终处于第一极限位置。

本发明技术方案中，复位组件为弹性件，一端与中间板固定，另一端与挡片部固定。

本发明技术方案中，挡片部和第一接触部上均设有磁性件，且挡片部的磁性件和第一接触部的磁性件相互吸引。

本发明技术方案中，工装还包括底板，中间板通过至少3个可调节螺栓与底板连接；可调节螺栓的一端与底板固定连接，另一端设有调节螺母，中间板架设在所有可调节螺栓的螺母上；

底板设有至少3个高度可调节支撑腿。

本发明技术方案中，工装还包括计数器和第二接触部，第二接触部固设在顶板的底面上，且第一接触部的位置与第二接触部的位置关于参考轴线中心对称；计数器能够与第二接触部接触并记录接触次数。

本发明技术方案提供了一种imu组件旋转检测方法，imu组件旋转检测方法使用本发明上述技术方案中的imu组件旋转检测的工装；

imu组件旋转检测方法包括：

s1、将imu组件水平固定安装在顶板上；

s2、移动挡片部使挡片部和第一接触部脱离，并开始对imu组件采集的数据进行记录；

s3、旋转顶板一周，当第一接触部再次与回到初始位置的挡片部接触限位时，完成一周期的imu组件采集的数据记录；

s4、至少进行一周期的imu组件采集的数据记录，完成对imu组件的检测。

本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：

1、本发明通过可以移动的挡片部，使得挡片部不再阻挡第一接触部，进而使imu组件能够随顶板在水平面上旋转，在imu组件旋转过程中，挡片部能够回到原位置，再次阻挡第一接触部，使得ium组件的旋转角度为360°，不会出现旋转角度的偏差；

2、本发明通过在挡片部和第一接触部之间设置磁性件，能够防止旋转角度不足360°的情况，也能防止在挡片部和第一接触部碰击后顶板反转，可以对顶板起到固定作用；

3、本发明通过计数器来记录顶板的旋转周数，方便对imu组件进行多次连续测试；

4、本发明通过可调节螺栓和高度可调节支撑腿，可以调整中间板和底板处于水平状态，进而使顶板和imu组件处于水平状态。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的后视图；

图3为本发明实施例的使用状态示意图；

图4为本发明实施例的转动组件结构示意图；

图5为本发明实施例的挡片部结构示意图；

图6为本发明实施例的移动组件示意图；

图7为本发明实施例的计数器示意图；

附图标记：

1-顶板；2-中间板；3-底板；4-第一接触部；5-挡片部；6-转动组件；7-上连接部；8-下连接部；9-悬挂轴承；10-挡片；11-拉动部；12-滑轨；13-滑块；14-第一挡块；15-第二挡块；16-弹性件；17-磁性件；18-第二接触部；19-计数器；20-第一垫块；21-第二垫块；22-可调节螺栓；23-调节螺母；24-高度可调节支撑腿；25-支撑柱；26-滚动部；27-立柱；28-imu组件。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

在对imu组件旋转检测时，需要保证imu组件28位于水平面上，并在水平面上完成旋转360°的过程，并记录imu组件28采集到的数据，直接关系imu组件旋转检测准确程度的主要包括imu组件28是否水平和旋转角度是否为360°，而旋转速度、旋转加速度都不会对imu组件28的采集数据造成影响。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种imu组件旋转检测的工装，工装包括：顶板1、中间板2、转动组件6、挡片部5和移动组件；顶板1和中间板2均为水平设置的板，并通过转动组件6连接；顶板1顶面设有用于安装imu组件28的立柱27；顶板1能够通过转动组件6相对中间板2绕竖直的参考轴线周向转动；顶板1设有第一接触部4，第一接触部4与挡片部5形成周向转动限位结构；挡片部5通过移动组件沿参考轴线的径向移动，并能够与第一接触部4脱离。本发明实施例通过中间板2和顶板1来使得安装在顶板1上的imu组件28能够在旋转检测的过程中保持水平。当本发明实施例的挡片部5通过移动组件偏离初始位置时，挡片部5不再阻挡顶板1旋转，imu组件28随顶板1旋转一周，在旋转时，挡片部5回到初始位置，再次阻挡顶板1旋转，从而保证imu组件28随顶板1旋转一周，即旋转360°。

需要说明的是，参考轴线并不是实际存在的线，而是虚拟的轴线，参考轴线是竖直的直线，且顶板1及与顶板1固定的imu组件28均绕参考轴线转动，参考轴线相对中间板2的位置不做限定，参考轴线可以与顶板1和中间板2的轴线不重合，也可与顶板1和中间板2的轴线重合，即顶板1可以绕参考轴线相对中间板2偏心水平旋转，也可以绕参考轴线相对中间板2同心旋转，但顶板1及与顶板1固定的imu组件28均绕参考轴线在水平面内旋转，以使得imu组件28的检测结果是在imu组件28水平转动时的检测结果，示例性的，如图1所示，图中点划线即为参考轴线。此外，imu组件旋转检测过程中，imu组件28的旋转方向应当保持不变，本发明实施例中以俯视视角的顺时针转动为正方向。

本发明实施例中，中间板2和顶板1均为绕参考轴线的旋转对称结构，旋转对称结构包括圆形、正多边形和以圆形或正多边形为主体的结构。此外，转动组件6的轴线与参考轴线重合，使得旋转时的参考轴线与结构自身的轴线重合，保证顶板1能够稳定地旋转，不会出现偏心旋转的情况，偏心旋转时，imu组件旋转检测结果为imu组件28偏心旋转360°的结果，需要换算成imu组件28绕自身轴线旋转360°的检测结果，因此，顶板1、中间板2、转动组件6均与参考轴线重合，可以避免偏心引起的额外数据计算。

如图4所示，本发明实施例的转动组件6包括上连接部7和下连接部8；上连接部7与顶板1固定连接，下连接部8与中间板2固定连接，上连接部7与下连接部8通过悬挂轴承9连接。下连接部8随中间板2保持不动的状态，上连接部7随顶板1转动，而悬挂轴承9能够保证上连接部7能够流畅地转动。

顶板1采用手动或电动控制：手动时，检测员直接手动转动顶板1即可；电动时，检测员直接启动电动机带动顶板1转动。电动机设置在中间板2上，且电动机的输出轴通过减速齿轮组与驱动轴连接，驱动轴的轴线与参考轴线重合，且驱动轴穿过转动组件6并与顶板1固定连接。转动组件6的下连接部8设有与参考轴线重合的下通孔，驱动轴穿过下通孔，且驱动轴与下通孔之间设有空隙。转动组件6的上连接部7设有与参考轴线重合的上通孔，驱动轴穿过上通孔并与顶板1固定连接。

第一接触部4需要能够与挡片部5之间调整接触限位和脱离的状态，因此，本发明实施例中，第一接触部4固设在顶板1的底面上，挡片部5位于顶板1的下方，且第一接触部4上的点绕参考轴线旋转的最大半径大于顶板1上的点绕参考周旋旋转的最大半径，即第一接触部4从顶板1的边缘沿径向向外伸出，以方便与挡片部5实现接触限位，还能使挡片部5远离顶板1的边缘，防止挡片部5干涉顶板1的旋转。

如图5、图6所示，本发明实施例中，移动组件包括滑轨12和滑块13；滑轨12与中间板2的相对位置不变，滑块13能够在滑轨12上沿参考轴线的径向移动；挡片部5固设在滑块13上。本发明实施例通过滑块13在滑轨12上的滑动，使挡片部5沿径向移动，使挡片部5和第一接触部4之间能够切换接触限位状态和脱离状态。

为了使挡片部5和第一接触部4之间能够顺利地切换接触限位状态和脱离状态，本发明实施例中，滑轨12两端均设有挡块，2个挡块限定了滑块13的第一极限位置和第二极限位置。只要滑块13能够在第一极限位置和第二极限位置之间滑动，挡片部5和第一接触部4之间能够顺利地切换接触限位状态和脱离状态：当滑块13处于第一极限位置时，挡片部5能够对第一接触部4形成周向转动限位结构，此时由于挡片部5阻挡第一接触部4，顶板1无法旋转；当滑块13处于第二极限位置时，挡片10与第一接触部4脱离，此时挡片部5不再阻挡第一接触部4，顶板1可以自由旋转。在使用本发明实施例对imu组件28进行连续多次的旋转检测时，只需要顶板1每旋转360°，挡片部5对第一接触部4进行一次阻挡限位，即可保证每次顶板1都带动imu组件28旋转360°。

考虑到挡片部5需要随滑块13沿滑轨12移动，本发明实施例通过设置在挡片部5上的拉动部11作为驱动挡片部5移动的动力源，具体地，挡片部5包括挡片10和拉动部11，挡片10与滑块13固定连接，拉动部11与挡片10固定连接，拉动部11用于沿滑轨12拉动滑块13。进行imu组件28的旋转检测时，测试员可以直接手动或借助其他外力拉动拉动部11，使挡片部5移动，来实现挡片部5和第一接触部4之间能够切换接触限位状态和脱离状态。拉动部11设有沿径向设置的刚性传力部和沿切向设置的拉环，刚性传力部一端与拉环固定连接或为一体结构，另一端与挡片10固定连接。

需要说明的是：挡片部5沿径向靠近或远离参考轴线都能够实现挡片部5和第一接触部4之间的脱离，为了防止挡片部5对顶板1的旋转造成干涉，本发明实施例中，滑块13远离参考轴线才能移动第二极限位置，即挡片部5远离参考轴线，使挡片部5和第一接触部4之间脱离。

考虑到在顶板1转动360°之前，滑块13回到第一极限位置，即挡块能够再次对第一接触部4进行阻挡，本发明实施例中，挡片部5还包括复位组件，复位组件能够使挡片部5不受外力作用的情况下始终处于第一极限位置，复位组件为弹性件16，一端与中间板2固定，另一端与挡片部5固定，弹性件16为处于拉伸状态的弹簧或橡胶带。

当顶板1旋转360°后，第一接触部4与挡片部5再次形成接触限位，很可能会出现转角不足现象，导致第一接触部4与挡片部5未接触，也可能出现转角过度现象，导致第一接触部4与挡片部5发生碰撞并反弹一定角度，这些现象都会造成检测结果的误差。本发明实施例中，挡片部5和第一接触部4上均设有磁性件17，且挡片部5的磁性件17和第一接触部4的磁性件17相互吸引，使得当顶板1旋转360°后，第一接触部4与挡片部5直接相对固定，避免了转角不足或转角过度的现象，使得单次imu组件28的旋转检测更加准确可靠。

为了让顶板1的旋转更加稳定，且顶板1在旋转过程中能够始终保持水平状态，本发明实施例中，中间板2的顶面设有至少3个支撑柱25，且支撑柱25的底端与中间板2的顶面面固定连接，支撑柱25的顶端设有内嵌的滚动部26，滚动部26与顶板1的底面接触，并能够在顶板1的底面上滚动。为了提高滚动部26的稳定性，所有滚动部26均与参考轴线平行，且到参考轴线的距离相等，顶板1的底面设有环状的滚槽，滚动部26在滚槽中滚动。滚动部26为滚轮或滚珠。通过支撑柱25，顶板1在相对中间板2进行转动的过程中，能够保持水平状态，即imu组件28在旋转时能够保持水平状态。

本发明实施例将底板3作为整个工装的载体，即，工装还包括底板3，中间板2通过至少3个可调节螺栓22与底板3连接；可调节螺栓22的一端与底板3固定连接，另一端设有调节螺母23，中间板2架设在所有可调节螺栓22的螺母上；底板3设有至少3个高度可调节支撑腿24。本发明实施例中先通过调整高度可调节支撑腿24的高度使底板3处于水平状态，再通过调整调节螺母23在可调节螺栓22上的位置，来使得中间板2处于水平状态，而由于顶板1和中间板2通过转动组件6连接，顶板1与中间板2平行，因此顶板1及在顶板1上固定安装的imu组件28都处于水平状态，保证imu组件28的旋转检测结果准确可靠。

本发明实施例中，中间板2和底板3上均设有水平尺，水平尺在调节中间板2和底板3水平时作为是否水平的参考标的物。

为了增加挡片部5的高度，避免使用过高的挡片部5，同时为了挡片部5与第一接触部4之间的接触限位能够更加稳定，本发明实施例中，滑轨12设置在第一垫块20上，第一垫块20与底板3固定连接。

在进行imu组件28的旋转检测时，只进行一次检测往往误差较大，因此，需要连续多次检测，如图7所示，本发明实施例中，工装还包括计数器19和第二接触部18，第二接触部18固设在顶板1的底面上，且第一接触部4的位置与第二接触部18的位置关于参考轴线中心对称，计数器19能够与第二接触部18接触并记录接触次数。当连续多次进行imu组件28的旋转检测时，imu组件28随顶板1每旋转360°，计数器19计数1次，而每当第一接触部4与挡片部5接触限位，第二接触部18与计数器19的触发器接触并触发计数器19的触发器，实现一次计数，使得计数结果更加准确，只需要将imu组件28检测结果按计数器19的计数结果进行平均，就能够得到准确的imu组件28旋转360°的检测结果。

同样的，为了使第二接触部18能够与计数器19的触发器的接触触发更加稳定，计数器19设置在第二垫块21上，第二垫块21设置在底板3上。

使用本发明实施例进行imu组件旋转检测方法的步骤包括：

s1、调平中间板2和顶板1，将imu组件28水平固定安装在顶板1上，保证imu组件28处于水平状态；

s2、检测员手动或通过其他设备拉动拉动部11，进而移动挡片部5使挡片部5和第一接触部4脱离，并开始对imu组件28采集的数据进行记录；

s3、检测员手动转动或启动电机，旋转顶板1一周，挡片部5在复位组件的作用下再次阻挡第一接触部4，当第一接触部4再次与回到初始位置的挡片部5接触限位时，完成一周期的imu组件28采集的数据记录；

s4、至少进行一周期的imu组件28采集的数据记录，完成对imu组件28的检测。当需要进行多个周期的imu组件旋转检测时，每个周期均重复步骤s2、s3，得到的多个周期的imu组件旋转检测结果，根据计数器记录的周期数，进行平均值计算，得到的结果作为imu组件28旋转360°的检测结果。

综上所述，本发明实施例提供了一种imu组件旋转检测的工装及imu组件旋转检测方法，本发明通过可以移动的挡片部，使得挡片部不再阻挡第一接触部，进而使imu组件能够随顶板在水平面上旋转，在imu组件旋转过程中，挡片部能够回到原位置，再次阻挡第一接触部，使得ium组件的旋转角度为360°，不会出现旋转角度的偏差；本发明通过在挡片部和第一接触部之间设置磁性件，能够防止旋转角度略微不足360°的情况，也能防止在挡片部和第一接触部碰击后顶板反转，可以对顶板起到一定的固定作用；本发明通过计数器来记录顶板的旋转周数，方便对imu组件进行多次连续测试；本发明通过可调节螺栓和高度可调节支撑腿，可以调整中间板和底板处于水平状态，进而使顶板和imu组件处于水平状态。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。