一种真空环境中半球谐振子击震装置的制作方法

1.本实用新型属于半球谐振子击震技术领域，涉及击震装置原理及相关装置，尤其是真空环境中半球谐振子击震装置。


背景技术：

2.半球谐振子陀螺是当今航空航天上应用比较广泛的当代最具发展前景的陀螺，半球谐振子其材料为熔石英玻璃的薄壁超精密球杯状零件，是半球谐振陀螺(hrg)的核心敏感部件，这种半球谐振陀螺工作的前题是谐振子以谐振频率做持续振动使半球谐振子球壳唇沿形成四波幅振型，要求半球谐振子q值大于1000万。
3.半球谐振子q值的公式为q＝πfτ；式中q—半球谐振子品质因数；f—半球谐振子谐振频率；τ—谐振衰减时间。
4.为了获取最大q值,因此半球谐振子的谐振需在真空环境进行，采用多普勒激光测振仪测试。但是目前国内的测量方法不多，属于技术空白区域。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种真空环境中半球谐振子击震装置，达到了q值测试系统的激振要求，要求敲击装置激振半球谐振子后，使半球谐振子在真空条件下能达到最长时间振动，使τ最大，敲击位置准确，敲击力重复性高，从而获得精确、重复性好的q值测试数据，攻克了半球谐振子测试技术难关，为半球谐振陀螺研制奠定了基础，保证了测试谐振子q值有了可用的可靠地测试装置，弥补了这块国内的测量方法不足。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.真空环境中半球谐振子击震装置，包括有击震组件a，复位组件b和八工位旋转组件c；所述击震组件a，复位组件b和八工位旋转组件c均处于真空环境中。
8.击震组件a包括有z轴支架101、x轴支架102、y轴支架103、击震磁铁104、敲击杆105；z轴支架101上安装x轴支架102，x轴支架102上安装y轴支架103，击震磁铁104安装在击震磁铁安装板106上边，敲击杆105固定在x轴支架102上，敲击杆球头靠近击震磁铁104，击震磁铁104吸附敲击杆105。
9.复位组件b包括有复位磁铁201、复位拉杆202；复位磁铁201安装在y轴支架103上，复位磁铁201带着复位拉杆202工作。
10.八工位旋转组件c包括有刻度盘301、位置指针302；刻度盘301安装在主轴端面，位置指针302安装在刻度盘301上端面。
11.本实用新型还具有以下附加技术特征：
12.作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：真空环境中半球谐振子击震装置还包括有传动组件1，所述传动组件1的上部连接有主轴2，主轴2的上部安装有工装3，工装3将零件4夹持住。传动组件1通过旋转零件4八个位置，可以测量零件4八个位置的震动频率，使零件4加工的外形更加均匀，达到使用要求。
13.作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：击震组件a通过击震磁铁104通电消磁释放敲击杆105，达到敲击零件4的目的；z轴支架101、x轴支架102、y轴支架103通过调节保证敲击杆球头部分刚好接触到零件4的端面并指向零件4的球心位置。
14.作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：复位组件b通过安装在y轴支架103上的复位磁铁201带着复位拉杆202工作，拉动敲击杆105并吸附到击震磁铁104上，达到再次工作时不用人工操作的目的。
15.作为本实用新型技术方案进一步具体优化的：八工位旋转组件c通过电机转动旋转零件4，在刻度盘301上可以清晰的看到其旋转位置，实现精密转动。
16.本实用新型和现有技术相比，其优点在于：
17.由于石英谐振子具有精度高、脆性大等特点，在测试谐振子q值时需要通过击震法对其进行激励，锤击的力量、幅度等直接影响了q值测试的准确性，本实用新型在真空环境下，实现石英谐振子q值测试的自动化击震加载，提高测试的效率以及测试重复性。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本实用新型的击震组件a结构示意图；
21.图2是本实用新型的复位组件b结构示意图；
22.图3是本实用新型的八八工位旋转组件c结构示意图；
23.图4是本实用新型的整体机构位置装配图；
24.图5是本实用新型的振子谐振曲线示意图。
具体实施方式
25.下面将参照附图更详细地描述本实用新型公开的示例性实施例，这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。虽然附图中显示了本实用新型公开的示例性实施例，然而应当理解，本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。
26.真空环境中半球谐振子击震装置，包括有击震组件a，复位组件b和八工位旋转组件c；所述击震组件a，复位组件b和八工位旋转组件c均处于真空环境中。真空环境中半球谐振子击震装置还包括有传动组件1，所述传动组件1的上部连接有主轴2，主轴2的上部安装有工装3，工装3将零件4夹持住。
27.击震组件a包括有z轴支架101、x轴支架102、y轴支架103、击震磁铁104、敲击杆105；z轴支架101上安装x轴支架102，x轴支架102上安装y轴支架103，击震磁铁104安装在击震磁铁安装板106上边，敲击杆105固定在x轴支架102上，敲击杆球头靠近击震磁铁104，击震磁铁104吸附敲击杆105，通过击震磁铁104通电消磁释放敲击杆105，达到敲击零件4的目
的；z轴支架101、x轴支架102、y轴支架103通过调节保证敲击杆球头部分刚好接触到零件4的端面并指向零件4的球心位置。
28.复位组件b包括有复位磁铁201、复位拉杆202；复位磁铁201安装在y轴支架103上，复位磁铁201带着复位拉杆202工作；通过安装在y轴支架103上的复位磁铁201带着复位拉杆202工作，拉动敲击杆105并吸附到击震磁铁104上，达到再次工作时不用人工操作的目的。
29.八工位旋转组件c包括有刻度盘301、位置指针302；刻度盘301安装在主轴端面，位置指针302安装在刻度盘301上端面，通过电机转动旋转零件4，在刻度盘301上可以清晰的看到其旋转位置，实现精密转动。
30.实施例1
31.本实用新型的真空环境中半球谐振子击震装置，使谐振子可在真空环境中可靠谐振。
32.击震组件a：
33.击震组件a采用电磁铁原理，通过电磁铁释放弹性敲击杆105产生的动能敲击被测半球谐振子，使被测半球谐振子零件4产生一次性稳定的振动波，重要的是只能激振一次，不得二次激振或连续激振，实现击震组件a的作用。
34.弹性敲击杆105是由特质塑料材质制作，头部为球型状，保证处处位置指向零件4球心，对于薄壁零件4，其所承受的能量也是有限的，通过计算机模拟，计算出可靠地敲击力。
35.断电复位电磁铁在真空环境下吸附弹性敲击杆105，通过自动控制，使电磁铁断电，释放弹性敲击杆105，将弹性敲击杆105产生的动量瞬间传导给被测零件4，由于弹性敲击杆105自带阻尼弹簧，通过反复调整保证不会产生二次击震，实现了击震一次的目的。
36.另一方面，击震力小时谐振振幅小，影响测振精度，击震力大时容易将半球谐振子击碎，通过试验调试击震力大小，使半球谐振子以起振速度为100mm/s为最佳击震力，其测试曲线见图2。
37.复位组件b：
38.采用电磁铁击震组件a击震后，为了使下次击震能正常，必须加装复位组件b，复位组件b通过电磁拉杆使弹性敲击杆105自复位。由于击震测试在真空环境下运行，抽一次真空需要耗费很长时间，击震电磁铁释放后，在真空环境下无法自复位，安装此装置可以减少人工操作的次数，保证测量的时效性。
39.推拉式复位电磁铁在击震产生后为了下一次第二个位置继续击震，就需要推拉电磁铁将弹性敲击杆105在自动控制方式下拉回吸附在击震电磁铁上。从而保证下一次工作的继续进行。由于真空环境带负载会使抽真空的时间加长，真空环境下对装置的要求极高，所以保证本装置精密，微小，可靠。
40.八工位旋转组件c：
41.由于测量每次需要保证八个位置的频率，必须连续测量八个位置，在可以自动复位的前提下加装了绝对值编码器电机，通过控制电机转动控制八个位置，保证了位置的精度。
42.由于对于测量零件4要求每个位置测量结果处处合适，提出八工位测量标准，对此
本装置加装刻度盘301，位置指针302，及绝对值编码器电机，通过控制电机位置，保证八个位置的精度，刻度盘301指针辅助人工识别，保证位置的准确性。
43.振子谐振曲线：lvasv11版本多普勒激光测振仪时域波形分析图在光标a＝-100.325mm/s时显示波形图，此波形图5为零件4一位置的震动频率。通过此测试结果验证击震组件a的合理完整性。
44.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
45.因此，以上对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。