专利名称:一种双轴手动无磁转台的制作方法
一种双轴手动无磁转台技术领域：
[0001]本发明涉及一种精密无磁双轴旋转平台，属于惯性导航领域。
背景技术：
[0002]随着新技术的发展和国防工业的需求，我们国家从十五期间开始研制智能化弹药和低成本的智导火箭弹，这些新式武器系统的核心部件是惯性导航系统，为了做到小体积、低成本，采用了磁阻传感器作为测角元件(代替传统意义上的垂直陀螺)，磁阻传感器的灵敏度一般为80nT，所以要求地面标校、测试设备的磁总量指标不得超过40ηΤ。[0003]但是传统的转台虽然可以做到高精度，但是不能做到无磁，这样就造成惯性导航系统无法有效的测试和标校，严重影响武器系统的研制进度。该系统的研制成功，将打破国外对我们的垄断，填补国内空白。
发明内容
[0004]本发明的目的在于克服上述存在的不足，提供一种外轴达到60转/分，内轴达到960转/分、转台台体自身磁强度小于40ηΤ的双轴无磁转台。[0005]本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种双轴无磁转台，它至少包括有:一机械台体；包括有机械底座、内环主轴部件、外环俯仰轴部件、内外轴齿轮箱、内外轴变速机构、导电滑环、轴角编码器；所述的机械底座上设置有两个外环俯仰轴部件，所述的两个外环俯仰轴部件之间设置有一个内环主轴部件，所述的两个外环俯仰轴部件和内坏主轴部件之间通过内外轴变速机构连接，所述的导电滑环和轴角编码器设置于内环主轴部件内；一操控台；主要由稳压源、多串口信息采集卡、一机双屏驱动器、工控机和显示副屏组成；所述的内环主轴部件主要由工作台面、主轴轴系、主轴支撑壳体、主轴驱动传动机构组成；所述的外环俯仰轴部件主要由由俯仰轴左轴系、俯仰轴右轴系、U型底座支撑壳体、俯仰轴驱动传动机构组成；所述的导电滑环采用电刷式结构，主要由转子引线、导电环片、电刷丝、电刷架、定子引线、转子轴、轴承、法兰盘、定子壳体组成；所述的轴角编码器采用分装式无磁光栅编码器作为角位置传感元件；所述的机械台体与操控台之间采用电缆连接，以实现供电和测量信息的传输。[0006]所述的机械台体采用U-T型结构。[0007]所述的主轴轴系和俯仰轴轴系均采用手轮转动机构。[0008]本发明可以使由磁传感器作为主要部件做成惯性导航系统，在地面进行测试、标校、半实物仿真等试验，以减少实弹飞行的次数，提高实弹飞行的成功率。
[0009]图1是本发明的双轴无磁转台系统组成图；[0010]图2是本发明所述的内环主轴部件内部结构图；[0011]图3是本发明所述的外环仰卧轴部件结构图；[0012]图4是本发明所述的内环主轴部件结构图；
图5是本发明所述的外环仰卧轴部件内部结构图；
图6是本发明所述的双轴无磁转台系统剖面图；
图7是本发明所述的电气系统功能组成框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍:如图1-6所示:一种双轴无磁转台，它至少包括有:
一机械台体I ;包括有机械底座2、内环主轴部件3、外环俯仰轴部件4、内外轴变速机构、导电滑环、轴角编码器；所述的机械底座I上设置有两个外环俯仰轴部件4，所述的两个外环俯仰轴部件4之间设置有一个内环主轴部件3，所述的两个外环俯仰轴部件4和内环主轴部件3之间通过内外轴变速机构连接，所述的导电滑环和轴角编码器设置于内环主轴部件3内；所述的内外轴变速机构由高速齿轮系统5和低速齿轮系统6组成；双轴无磁转台主要设计目标是实现工作区域磁场畸变< 40nT，所以设计重点考虑无磁要求。
I)选择材料:转台机械台体采用无磁硬铝2Α12和铸铝105为主，少量采用钛合金。轴承采用锡青铜和聚四氟乙烯材料研制的滑动轴承。
2)零部件:定制无磁材料的圆光栅作为精密测角元件,定制无磁材料的导电滑环。
3)线路设计考虑无磁导线及无磁电连接器。
4)采取磁路屏蔽和电路屏蔽措施。
根据磁屏蔽原理，和要屏蔽的电机是低频强磁场的具体情况，我们确定的方案为:采用三层或四层屏蔽的方式:
1、第一层(内层):采用高饱和材料，比如:硅钢或，而超低碳钢(ULCS)其碳含量典型小于0.01 %，具有较小的柔韧性，并比硅钢较容易制造。其高饱和场的磁导率值为200-50000，饱和场可达 18000-21000Gs。
2、第二层(夹层):无磁导电材料，比如:铜Cu，在Cu上通一强的交流电流可对内屏蔽层消磁，同时Cu层可以屏蔽静磁场的干扰；
3、第三层(外层):采用高磁导率材料，比如如玻莫合金和含80%的镍合金Mumetal。其饱和磁导率材料的磁导率在80000-350000之间，经热处理后其饱和场可达到7500Gs ；
4、第四层:如果需要的话，就再加一层，以实现比较彻底的屏蔽效果。
磁屏蔽后磁场强度估算，B = 2.5dH0/2t (Gs)其中:
B:屏蔽体内部的磁铁密度，单位Gs ；
d:屏蔽体直径(当屏蔽体为矩形时指最长边的尺寸)；
t:屏蔽体厚度。
2、衰减量估算
A= μ t/d
μ:材料磁导率；
权利要求
1.一种双轴无磁转台，其特征在于它至少包括有: 一机械台体；包括有机械底座、内环主轴部件、外环俯仰轴部件、内外轴变速机构、导电滑环、轴角编码器；所述的机械底座上设置有两个外环俯仰轴部件，所述的两个外环俯仰轴部件之间设置有一个内环主轴部件，所述的两个外环俯仰轴部件和内环主轴部件之间通过内外轴变速机构连接，所述的导电滑环和轴角编码器设置于内环主轴部件内； 一操控台；主要由稳压源、多串口信息采集卡、一机双屏驱动器、工控机和显示副屏组成； 所述的内环主轴部件主要由工作台面、主轴轴系、主轴支撑壳体、主轴驱动传动机构组成； 所述的外环俯仰轴部件主要由由俯仰轴左轴系、俯仰轴右轴系、U型底座支撑壳体、俯仰轴驱动传动机构组成； 所述的导电滑环采用电刷式结构，主要由转子引线、导电环片、电刷丝、电刷架、定子引线、转子轴、轴承、法兰盘、定子壳体组成； 所述的轴角编码器采用分装式无磁光栅编码器作为角位置传感元件； 所述的机械台体与操控台之间采用无磁电缆连接，以实现供电和测量信息的传输； 所述的机械台体采用无磁硬铝2A12和铸铝105为主、少量采用钛合金制成；所述的轴承采用锡青铜和聚四氟乙烯材料研制的滑动轴承； 采取如下三层磁路屏蔽和电路屏蔽措施: 第一层:采用硅钢或超低碳钢作为高饱和材料，其中超低碳钢的碳含量典型小于0.01% ;所述高饱和材料的高饱和场磁导率值为200-50000，饱和场可达18000-21000GS ；第二层:采用铜作为无磁导电材料，在Cu上通一强的交流电流可对内屏蔽层消磁，同时Cu层可以屏蔽静磁场的干扰； 第三层:采用玻莫合金和含80%的镍合金Mumetal作为高磁导率材料，其饱和磁导率材料的磁导率在80000-350000之间，经热处理后其饱和场可达到7500Gs。
2.根据权利要求
1所述的双轴无磁转台，其特征在于所述的机械台体采用U—T型结构。
3.根据权利要求
1所述的双轴无磁转台，其特征在于所述的主轴轴系和俯仰轴轴系均米用手轮转动机构。
专利摘要
一种双轴无磁转台，它至少包括有一机械台体；包括有机械底座、内环主轴部件、外环俯仰轴部件、内外轴变速机构、导电滑环、轴角编码器；所述的机械底座上设置有两个外环俯仰轴部件，所述的两个外环俯仰轴部件之间设置有一个内环主轴部件，所述的两个外环俯仰轴部件和内环主轴部件之间通过内外轴变速机构连接，所述的导电滑环和轴角编码器设置于内环主轴部件内；一操控台；主要由稳压源、多串口信息采集卡、一机双屏驱动器、工控机和显示副屏组成；本发明可以使由磁传感器作为主要部件做成惯性导航系统，在地面进行测试、标校、半实物仿真等试验，以减少实弹飞行的次数，提高实弹飞行的成功率。
文档编号F41G7/00GKCN102022955SQ201010503742
公开日2013年6月12日 申请日期2010年10月9日
发明者邓宏斌, 杨永江, 牟燕妮 申请人:浙江讯领科技有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (1), 非专利引用 (2),