一种用于三轴陀螺的通用测试工装的制作方法

本发明属于光纤陀螺测试技术领域，尤其涉及光纤陀螺速率测试时使用的一种测试工装。

背景技术：

随着航天事业的发展，对惯组的需求量不断增加，对惯组安全性能要求也不断提升。

光纤陀螺组合是敏感器件，用于敏感载体的惯性角速度，输出其在本体坐标系上的分量，为载体各个工作模式和飞行阶段提供连续的三轴惯性角速度信息。光纤陀螺组合所完成的主要功能为：测量载体的三轴角速度信息并通过接口传输给载体系统；提供光纤陀螺组合内部重要状态的遥测信号；提供地面测试接口，供地面测试时使用。

由于光纤陀螺组合的主要敏感器件是三只单轴的光纤陀螺，所以，陀螺测试显得重中之重。目前情况下，在陀螺测试时，各个规格的陀螺均需要单独设计测试工装，从设计、生产、使用过程来看，一是陀螺型号较多，每个型号的陀螺测试工装均为专用工装，设计、加工周期较长；二是各规格陀螺使用专用测试工装的成本较高，因为专用的陀螺测试工装只能适用于本型号规格的陀螺，在本型号陀螺测试完成后，不能适用于其他型号的陀螺，只能搁置在工装架中，造成资源的浪费。尤其是当陀螺组合生产完成而测试工装还未加工完成时，每个陀螺测试工装不能通用，无法进行互换和借用，这时不仅耽误了生产周期，浪费时间，同时也是人力的浪费。若测试工装可以实现各型号间的通用，意味着可以节省时间、设计成本和制造成本。

技术实现要素：

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种针对光纤陀螺在测试试验中的测试工装，根据不同规格的陀螺，设计一种可通用的陀螺测试工装。使陀螺在测试时既能保证精度，同时又兼顾多种型号的陀螺，实现测试工装的通用性。

本发明主要是通过以下技术实现：一种用于三轴陀螺的通用测试工装，包括：工装本体、转接支架、压块；工装本体为六面体结构，相互垂直的三个面上分别设置用于陀螺安装的台阶孔，转接支架固定孔、不同规格的陀螺定位孔及压块固定柱构成一组定位结构，多组定位结构沿各用于陀螺安装的台阶面的周向均匀分布；工装本体的台阶孔用于定位不同规格的陀螺，转接支架与转接支架固定孔、不同规格的陀螺定位孔及陀螺上的安装孔配合并固定陀螺；每个转接支架对应一个压块，用于锁定转接支架。

转接支架为弧形，一端开有弧形滑槽，另一端设置陀螺连接孔，中部设置陀螺装配孔。

各转接支架的弧形滑槽端与工装本体上的转接支架固定孔装配；当安装陀螺时，依次将各转接支架旋转至对应的陀螺定位孔，转接支架通过弧形滑槽或陀螺装配孔与不同规格的陀螺定位孔配合安装，再将各转接支架上的陀螺连接孔分别与陀螺边缘的安装孔对应安装。

压块分别压在转接支架上，压块端部通过腰孔与压块固定柱连接。

所述工装本体的材料为铝合金。

所述的一种用于三轴陀螺的通用测试工装的使用方法，包括步骤如下：

步骤一、选择工装本体的一个安装面，将各转接支架的弧形滑槽端与工装本体上的转接支架固定孔对准，并通过螺钉、平垫、弹垫预固定；

步骤二、依次将各转接支架旋转至对应的陀螺定位孔，再分别安装平垫、弹垫和螺钉，将转接支架与对应的陀螺定位孔预固定；

步骤三、将陀螺边缘的安装孔与转接支架安装孔对准，将陀螺安装到转接支架上，用螺钉、垫圈、弹簧垫圈将陀螺和转接支架紧固；

步骤四、依次将各转接支架的所有螺钉、垫圈、弹簧垫圈拧紧；

步骤五、依次将各压块压在转接支架上，压块端部通过腰孔与压块固定柱连接；

步骤六、重复步骤一～五，在工装本体的其他安装面上安装陀螺。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明的工装本体中陀螺的安装基座尺寸受陀螺尺寸限制，故根据最大陀螺直径设计，兼容了三种尺寸的陀螺。同时，为减轻工装本体重量，减少搬运过程中的困难，在设计中尽可能减少整个工装本体的最大外形尺寸，在设计时，为减少最大外形尺寸，只保证了各陀螺间的安全间隙；

(2)本发明作为陀螺测试工装，工装本体承载着不同陀螺的重量，其精度非常重要。另外，惯性系统结构必须有足够的刚度，避免给陀螺的安装误差带来影响。因此工装本体采用铝合金加工，因其比刚度e/ρ(e为材料的弹性模量，ρ为材料的密度)较高，基本可满足刚度需求。

(3)本发明采用转接支架，可实现三种不同型号陀螺的安装，根据不同型号的安装孔位置设计转接支架的旋转位置，使陀螺安装基座能够覆盖最大的陀螺尺寸，为实现各型号陀螺的快速定位，且为方便转接支架的安装，在转接支架安装处设计螺纹孔，并分别对不同陀螺的安装位置进行标识，使其方便快速的进行装配。

(5)本发明采用压块设计，且该压块设计成可调节式，当不同型号的陀螺安装时，可以进一步压紧转接支架。

附图说明

图1是本发明实施例中的通用测试工装的结构示意图；

图2是本发明实施例中第一种陀螺的模型图和尺寸图；

图3是本发明实施例中第二种陀螺的模型图和尺寸图；

图4是本发明实施例中第三种陀螺的模型图和尺寸图；

图5是本发明实施例中通用测试工装的工装本体的结构图；

图6是本发明实施例中通用测试工装安装第一种陀螺(φ108)陀螺y轴的装配图；

图7是本发明实施例中通用测试工装安装第二种陀螺(φ98)陀螺y轴的装配图；

图8是本发明实施例中通用测试工装安装第三种陀螺(φ78)陀螺y轴的装配图；

图9是本发明实施例中通用测试工装的转接支架结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。

实施例

如图1～9，在本实施例中，一种用于三轴陀螺的通用测试工装，包括工装本体1、转接支架2、压块4。

工装本体1作为承载三轴陀螺，以及实现陀螺测试性能的载体，其提供的基准必需非常精确，为此，在六面体测试工装中，每个面均设计基准面，并要求测试工装六个面具有较高的形位公差。为了使工装本体1实现通用性，使每种型号陀螺安装后快速定位，防差错措施也非常重要，所以，在转接支架2的安装孔和工装本体1的转接支架2安装面中均设计5、6、7、8标识，分别对应不同型号的陀螺，当安装陀螺时，只需要将转接支架2的安装孔标识对应工装本体1中相应的标识即可。工装本体1为六面体结构，相互垂直的三个面上分别设置用于陀螺安装的台阶孔，转接支架固定孔5、不同规格的陀螺定位孔及压块固定柱10构成一组定位结构，多组定位结构沿各用于陀螺安装的台阶面的周向均匀分布；工装本体1采用铝合金加工。

转接支架2为弧形，在其一端设置圆弧形滑槽，中部设置φ98陀螺装配孔，另一端设置陀螺连接孔9，可实现转接支架2的转动和移动，为了便于安装，分别在转接支架2中进行标识，分别为5、6、7、8、9标识。滑槽部分用于对应转接支架固定孔5、φ108陀螺定位孔6、φ78陀螺定位孔8，除滑槽外，单独设计φ98陀螺装配孔和陀螺连接孔9，为保证陀螺安装精度，将陀螺连接孔9设计成有精度的凸台形式。四个压块4分别压在转接支架2上，端部通过腰孔与压块固定柱10连接。

当有陀螺需要测试时，通过滑槽的转动和移动，使转接支架2安装于工装本体1中，实现三种不同型号陀螺的安装。当需要测试φ108陀螺时，将转接支架2的滑槽端与工装本体1中的转接支架固定孔5装配，分别安装平垫、弹垫和螺钉，但不需要拧紧，为了便于转接支架2的旋转。转动转接支架2，使转动支架2上标有6的序号与工装本体1上的φ108陀螺定位孔6对齐，再分别安装平垫、弹垫和螺钉，也不需要拧紧，依次将4个转接支架2的滑槽分别与工装本体1上的转接支架固定孔5、φ108陀螺定位孔6装配。将φ108陀螺的四个安装孔分别与转接支架2中的陀螺固定孔9装配，安装平垫、弹垫和螺钉，当陀螺与转接支架2装配好后，再分别将转接支架固定孔5、φ108陀螺定位孔6处的螺钉拧紧，此时，φ108陀螺与转接支架2、工装本体2装配完成。其他型号的陀螺安装方式均相同，需要注意的是，不同型号的陀螺安装时对应的安装孔不同。

其中，工装本体1承载了所有类型的陀螺安装，在设计时保证了强度、刚度。转接支架2是实现不同陀螺装配的重要零件，通过滑槽的设计，满足了三种不同型号陀螺的安装；压块4设计成可调节式结构，为了增强转接支架2的强度，使其承载不同重量的陀螺。安装某种陀螺时，工装本体1上的转接支架定位孔5、φ108陀螺定位孔6、φ98陀螺定位孔7、φ78陀螺定位孔8分别与转接支架2上的滑槽和φ98陀螺装配孔分别对应，实现各陀螺安装时的快速定位。

在工装本体中，在各轴陀螺安装面处，分别刻印x、y、z标识，使相应的陀螺有其固定位置，同时也便于区分各陀螺，使其在装配时快速定位。

以y轴陀螺的安装为例，安装步骤如下所示：

步骤一、将陀螺工装放置在操作台上，备好平垫、弹垫、螺钉，随时准备装配。

步骤二、当第一种型号陀螺(φ108)需要测试时，先安装一轴陀螺的转接支架的滑槽端标识处，螺钉、平垫、弹垫先不要拧紧，方便后续转接支架方位的调整。将4个转接支架上刻有数字5的通孔分别对准陀螺安装基座面上标有数字5的安装螺纹孔，等待陀螺的安装。转动转接支架2，使转动支架2上标有6的序号与工装本体1上的φ108陀螺定位孔6对齐，再分别安装平垫、弹垫和螺钉，也不需要拧紧，依次将4个转接支架2的滑槽分别与工装本体1上的转接支架固定孔5、φ108陀螺定位孔6装配。

步骤三、当确保第一种陀螺(φ108)的安装孔与转接支架安装孔9对准后，将陀螺安装到转接支架上，用螺钉、小垫圈、弹簧垫圈紧固，完成陀螺的安装。用螺钉、小垫圈、弹簧垫圈紧固转接支架2。依次将4个转接支架的所有螺钉、小垫圈、弹簧垫圈拧紧，完成转接支架的安装。

步骤四、安装压块4，调节至适当的位置，使转接支架进一步固定。

步骤五、采用同样的方法安装x、z两个轴的陀螺，依次将φ108型号的三轴陀螺安装完成。

步骤六、确保各轴陀螺的高度不超过工装本体的基准面，以及各轴陀螺的测试线缆通过工装本体的走线槽与总体线缆连接，同时确保线缆不能超过工装本体的基准面。

步骤七、将测试工装放置到转台中，压紧，通电，即可进行陀螺测试。

第二种(φ98)、第三种(φ78)陀螺安装步骤如下：与第一种陀螺的安装方式相同，先将转接支架旋转，调节至滑槽对应的安装孔位置处，固定转接支架，将转接支架2的标识7、8分别对应工装本体的7、8标识，分别安装相应型号的陀螺。最后将压块调节至适当的位置，并用螺钉拧紧，由此即可完成三种型号各轴陀螺的安装。各轴陀螺安装完成后即可进行测试。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，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。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。