靜電軸承陀螺儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械裝置，特別涉及一種陀螺儀。
【背景技術(shù)】
[0002]陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置，陀螺儀能夠精確地確定運(yùn)動(dòng)物體的方位，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和國(guó)防工業(yè)中陀螺儀廣泛使用的一種慣性導(dǎo)航儀器，它的發(fā)展對(duì)一個(gè)國(guó)家的工業(yè)，國(guó)防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]但是現(xiàn)有機(jī)械陀螺儀中支撐轉(zhuǎn)軸的軸承為普通機(jī)械軸承，普通機(jī)械軸承在制造上存在誤差，造成軸承陀螺儀的漂移誤差較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提供一種靜電軸承陀螺儀，以解決現(xiàn)有機(jī)械軸承陀螺儀漂移誤差較大的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型靜電軸承陀螺儀，包括具有封閉球形內(nèi)腔的殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)腔上的電極、設(shè)置在電極的內(nèi)腔中的球形轉(zhuǎn)子和設(shè)置在球形殼體內(nèi)均勻布置的三對(duì)線圈，所述球形轉(zhuǎn)子在其赤道處設(shè)置有使其極軸成為唯一穩(wěn)定的慣量主軸的加厚部；
[0006]還包括設(shè)置在殼體上用以檢測(cè)殼體相對(duì)于球形轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸角度的光電角度傳感器，所述光電角度傳感器為兩個(gè)、并分別布置在球形轉(zhuǎn)軸的極軸方向和赤道方向上，所述球形轉(zhuǎn)子上分別設(shè)置有與光電角度傳感器相對(duì)的頂端刻線和測(cè)下刻線。
[0007]進(jìn)一步，所述靜電軸承陀螺儀還包括設(shè)置在殼體上用以吸出殼體球形內(nèi)腔中空氣的鈦離子泵。
[0008]進(jìn)一步，所述電極為六塊、八塊或十二塊，電極和球形轉(zhuǎn)子之間的間隙為50-100觸。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果:
[0010]本實(shí)用新型靜電軸承陀螺儀，其利用電極產(chǎn)生的靜電場(chǎng)使球形轉(zhuǎn)子懸浮于電極之間，再利用設(shè)置在殼體上的線圈產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)球形轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)方向?yàn)閦軸，在X軸和y軸方向的線圈中通以兩相交流電，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)z軸方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；給X、1、z軸方向上三個(gè)線圈分別通以直流電，用三個(gè)直流磁場(chǎng)可以控制動(dòng)量矩向量的運(yùn)動(dòng)；本靜電軸承陀螺儀的飄移誤差為10_6 (° )/h，約為現(xiàn)有機(jī)械軸承支承的陀螺儀的1/1000，從而能大大的提高陀螺儀的精度。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型靜電軸承陀螺儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0013]如圖所示，本實(shí)施例靜電軸承陀螺儀，包括具有封閉球形內(nèi)腔的殼體1、設(shè)置在殼體內(nèi)腔上的電極2、設(shè)置在電極的內(nèi)腔中的球形轉(zhuǎn)子3和設(shè)置在球形殼體內(nèi)均勻布置的三對(duì)線圈4，所述球形轉(zhuǎn)子在其赤道處設(shè)置有使其極軸成為唯一穩(wěn)定的慣量主軸的加厚部；
[0014]還包括設(shè)置在殼體上用以檢測(cè)殼體相對(duì)于球形轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸角度的光電角度傳感器5，所述光電角度傳感器為兩個(gè)、并分別布置在球形轉(zhuǎn)軸的極軸方向和赤道方向上，所述球形轉(zhuǎn)子上分別設(shè)置有與光電角度傳感器相對(duì)的頂端刻線6和測(cè)下刻線7。
[0015]本實(shí)施例靜電軸承陀螺儀，其利用電極產(chǎn)生的靜電場(chǎng)使球形轉(zhuǎn)子懸浮于電極之間，再利用設(shè)置在殼體上的線圈產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)球形轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)方向(極軸方向)為z軸，在X軸和y軸方向的線圈中通以兩相交流電，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)z軸方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；給x、y、z軸方向上三個(gè)線圈分別通以直流電，用三個(gè)直流磁場(chǎng)可以控制動(dòng)量矩向量的運(yùn)動(dòng)；本靜電軸承陀螺儀的飄移誤差為1(T6 (° )/h，約為現(xiàn)有機(jī)械軸承支承的陀螺儀的1/1000，從而能大大的提尚陀螺儀的精度。
[0016]作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，所述靜電軸承陀螺儀還包括設(shè)置在殼體上用以吸出殼體球形內(nèi)腔中空氣的鈦離子泵8，通過(guò)鈦離子泵使球形內(nèi)腔處于高真空狀態(tài)，能增強(qiáng)電場(chǎng)力。
[0017]作為對(duì)本實(shí)施例的改進(jìn)，所述電極為六塊，當(dāng)然在具體實(shí)施中電極還可為八塊或十二塊，電極和球形轉(zhuǎn)子之間的間隙為50um，當(dāng)然間隙還可為50um -lOOMm范圍內(nèi)的其它值，電極數(shù)量較多，且間隙較小，能使球形轉(zhuǎn)子穩(wěn)定的懸浮在殼體中。
[0018]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靜電軸承陀螺儀，其特征在于:包括具有封閉球形內(nèi)腔的殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)腔上的電極、設(shè)置在電極的內(nèi)腔中的球形轉(zhuǎn)子和設(shè)置在球形殼體內(nèi)均勻布置的三對(duì)線圈，所述球形轉(zhuǎn)子在其赤道處設(shè)置有使其極軸成為唯一穩(wěn)定的慣量主軸的加厚部； 還包括設(shè)置在殼體上用以檢測(cè)殼體相對(duì)于球形轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸角度的光電角度傳感器，所述光電角度傳感器為兩個(gè)、并分別布置在球形轉(zhuǎn)軸的極軸方向和赤道方向上，所述球形轉(zhuǎn)子上分別設(shè)置有與光電角度傳感器相對(duì)的頂端刻線和測(cè)下刻線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電軸承陀螺儀，其特征在于:還包括設(shè)置在殼體上用以吸出殼體球形內(nèi)腔中空氣的鈦離子泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的靜電軸承陀螺儀，其特征在于:所述電極為六塊、八塊或十二塊，電極和球形轉(zhuǎn)子之間的間隙為50-100μπι。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種靜電軸承陀螺儀，包括殼體、電極、球形轉(zhuǎn)子、線圈和光電角度傳感器，本實(shí)用新型靜電軸承陀螺儀，其利用電極產(chǎn)生的靜電場(chǎng)使球形轉(zhuǎn)子懸浮于電極之間，再利用設(shè)置在殼體上的線圈產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)球形轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)方向?yàn)閦軸，在x軸和y軸方向的線圈中通以兩相交流電，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)z軸方向的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)；給x、y、z軸方向上三個(gè)線圈分別通以直流電，用三個(gè)直流磁場(chǎng)可以控制動(dòng)量矩向量的運(yùn)動(dòng)；本靜電軸承陀螺儀的飄移誤差為10-6（°）/h，約為現(xiàn)有機(jī)械軸承支承的陀螺儀的1/1000，從而能大大的提高陀螺儀的精度。
【IPC分類(lèi)】G01C19-24
【公開(kāi)號(hào)】CN204359318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420802928
【發(fā)明人】陳雄
【申請(qǐng)人】重慶富鑫玻璃有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日