一种惯性器件教学实验仪器

本技术属于教学实验设备，具体涉及一种惯性器件教学实验仪器。

背景技术：

1、惯性器件作为消费电子、工业设备、汽车工业、飞机、武器等众多领域常见的器件之一，能够测量姿态、实现自主导航能功能。不仅有用于手机/平板电脑的低成本的消费级产品，有用于机器人、汽车的工业级产品，还有用于飞机、武器装备的高精度航空级、战术级产品。加速度计主要分为石英加速度计、硅基mems加速度计等，陀螺仪主要分为硅基mems陀螺仪、光纤陀螺仪、激光陀螺仪等。高精度的航空/国防类的惯性器件都已经国产化。目前硅基mems加速度和陀螺仪得益于半导体技术的飞速发展，其成本越来越低、精度已经越来越高。

2、但是，在传统惯性器件的专业，其教学仪器和设备主要面向航空、国防等领域的需求，对惯性器件的精度和实验仪器的精度要求十分高。大型的转台价格都达到数百万元，惯性器件成本数万元、甚至百万元。以至于高校及研究机构没有办法开展惯性器件测试及教学的研究，导致惯性器件研究及测试的学生就十分稀缺，以至于阻碍了国内惯性器件领域的发展。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为解决上述问题，本申请提出一种惯性器件教学实验仪器，采用三台电机及三自由度架构组建的三自由度转台，同时配备高低温环境箱及计算机软件对惯性器件的测量、转台及环境箱的控制，实现了惯性器件空间三自由度、高低温的静态及动态特性测试功能，能给消费级及工业级的惯性器件进行多方位的测试、校准实验，进而为行业提供更多优秀的人才。

2、为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种惯性器件教学实验仪器，包括计算机、电源控制柜、隔振装置，所述隔振装置的上方设有大理石台，所述大理石台上安装有转台支架，所述转台支架上安装有第一转台、第二转台、第三转台，所述第三自由度转台中间位置处安装有惯性器件，所述惯性器件的外侧安装有高低温环境箱，所述第一转台、第二转台、第三转台之间通过轴连接，所述第一转台、第二转台、第三转台上分别设有第一电机、第二电机、第三电机，并由第一电机、第二电机、第三电机独立运转控制在空间uvw三个方向转动；

3、所述计算机与电源控制柜连接，所述电源控制柜分别与第一转台、第二转台、第三转台、高低温环境箱、惯性器件、第一电机、第二电机、第三电机连接并提供电源。

4、进一步的；所述计算机、电源控制柜、第一转台、第二转台、第三转台、高低温环境箱、惯性器件、第一电机、第二电机、第三电机之间的供电线路及数据采集线路采用多针电缆及导电滑环连接。

5、进一步的：所述高低温环境箱由电源控制柜提供加热源及制冷源，并由管路连接，高低温环境箱内装有测温仪。

6、进一步的：所述高低温环境箱的环境温度范围达到工业级器件标准-45℃~85℃，包含消费级器件标准0℃~70℃。

7、进一步的：所述惯性器件选用加速度计、陀螺仪或加速度计和陀螺仪的组合模块或基于mems技术、激光技术、光纤技术。

8、优先的：所述第一转台、第二转台、第三转台的驱动电机第一电机、第二电机、第三电机架构选用电机直驱或减速电机。

9、优先的：所述隔振装置选用橡胶及海面复合结构以隔绝地面及外界的振动。

10、优先的：所述第一转台、第二转台、第三转台及转台支架选用高强度、低密度航空铝合金材料。

11、优先的：所述计算机上有安装转台电机控制软件、惯性器件数据采集软件、高低温环境箱控温软件。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

13、本实用新型的转台支架上安装有第一转台、第二转台、第三转台，并由第一电机、第二电机、第三电机独立运转控制在空间uvw三个方向转动，具有空间三自由度静态和动态测试能力，转台可以进行静止、加减速、正反转等优异的控制能力；由于在惯性器件外还安装了高低温环境箱，具有工业级器件高低温环境测试能力，计算机装有开发好的电机控制软件、高低温环境箱控制软件及惯性器件数据采集软件，从而保证惯性器件能进行一系列的教学和实验工作的进行。

技术特征：

1.一种惯性器件教学实验仪器，包括计算机（1）、电源控制柜（2）、隔振装置（9），其特征在于：所述隔振装置（9）的上方设有大理石台（8），所述大理石台（8）上安装有转台支架（6），所述转台支架（6）上安装有第一转台（31）、第二转台（32）、第三转台（33），所述第三转台（33）中间位置处安装有惯性器件（5），所述惯性器件（5）的外侧安装有高低温环境箱（4），并将惯性器件（5）包裹在其中，所述第一转台（31）、第二转台（32）、第三转台（33）之间通过轴连接，所述第一转台（31）、第二转台（32）、第三转台（33）上分别设有第一电机（71）、第二电机（72）、第三电机（73），并由第一电机（71）、第二电机（72）、第三电机（73）独立运转控制在空间uvw三个方向转动；

2.根据权利要求1所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述计算机（1）、电源控制柜（2）、第一转台（31）、第二转台（32）、第三转台（33）、高低温环境箱（4）、惯性器件（5）、第一电机（71）、第二电机（72）、第三电机（73）之间的供电线路及数据采集线路采用多针电缆及导电滑环连接。

3.根据权利要求1所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述高低温环境箱（4）由电源控制柜（2）提供加热源及制冷源，并由管路连接，高低温环境箱（4）内装有测温仪。

4.根据权利要求3所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述高低温环境箱（4）的环境温度范围达到工业级器件标准-45℃~85℃，包含消费级器件标准0℃~70℃。

5.根据权利要求1所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述惯性器件（5）选用加速度计、陀螺仪或加速度计和陀螺仪的组合模块或基于mems技术、激光技术、光纤技术。

6.根据权利要求2所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述第一转台（31）、第二转台（32）、第三转台（33）的驱动电机第一电机（71）、第二电机（72）、第三电机（73）架构选用电机直驱或减速电机。

7.根据权利要求1所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述隔振装置（9）选用橡胶及海面复合结构以隔绝地面及外界的振动。

8.根据权利要求1所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述第一转台（31）、第二转台（32）、第三转台（33）及转台支架（6）选用高强度、低密度航空铝合金材料。

9.根据权利要求1所述的一种惯性器件教学实验仪器，其特征在于：所述计算机（1）上有安装转台电机控制软件、惯性器件数据采集软件、高低温环境箱控温软件。

技术总结本技术涉及一种惯性器件教学实验仪器，由计算机、电源控制柜、第一转台、第二转台、第三转台、高低温环境箱、惯性器件、转台支架6、第一电机、第二电机、第三电机大理石台及隔振装置组成，三个转台由三个电极独立控制在空间UVW三个方向转动，电源控制柜为三个转台、高低温环境箱及惯性器件提供电源。本技术具有空间三自由度静态和动态测试能力，三个自由度的转台可以进行静止、加减速、正反转等优异的控制能力，同时配备具有工业级器件高低温环境测试能力，计算机装有开发好的电机控制软件、环境箱控制软件及惯性器件数据采集软件。从而保证惯性器件能进行一系列的教学和实验工作的进行。技术研发人员：袁学兵受保护的技术使用者：西北工业大学技术研发日：20231124技术公布日：2024/7/11