專利名稱：用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置。
技術(shù)背景[0002]強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)中使用的加速度計(jì)，通頻帶從零開始，在其通頻帶內(nèi)各個(gè)頻率點(diǎn)，靈敏度可認(rèn)為是相同的，線性可認(rèn)為是一致的。因此，在零頻點(diǎn)(或稱“靜態(tài)”)對(duì)加速度計(jì)的靈敏度和線性進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和標(biāo)定，即可給出加速度計(jì)在其通頻帶內(nèi)(尤其是低頻段)的主要特征參數(shù)。[0003]目前國(guó)內(nèi)比較典型的精密傾斜平臺(tái)為用于光學(xué)標(biāo)定的電控傾斜臺(tái)，它采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)，由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)間隙的存在，使定位精度受限；另外由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)摩擦損耗較大，所以傳動(dòng)效率較低；選裝編碼器后可實(shí)現(xiàn)半閉環(huán)控制，但并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，控制精度也受到影響；此外平臺(tái)未配高精度傾斜角度測(cè)量裝置，傾角通過(guò)電機(jī)進(jìn)給量換算而來(lái)，從而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]為克服現(xiàn)有傾斜臺(tái)定位精度較低、傳動(dòng)效率較低、應(yīng)用范圍有限的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種定位精度高、傳動(dòng)效率高、應(yīng)用范圍廣的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝直ο[0005]用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，包括底座，所述的底座上設(shè)有臺(tái)面， 與所述的臺(tái)面連接、帶動(dòng)臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)所述的臺(tái)面和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)臺(tái)面的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，和托持所述的臺(tái)面和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的左支撐架和右支撐架；[0006]所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括允許所述的臺(tái)面繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸，與所述的臺(tái)面固接的驅(qū)動(dòng)臂和轉(zhuǎn)臺(tái)，和固定于所述的轉(zhuǎn)臺(tái)的一側(cè)的配重塊；所述的主軸固定于所述的左、右支撐架上；[0007]所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和配重塊分別位于所述的驅(qū)動(dòng)臂兩側(cè)；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)，與所述的直線電機(jī)的動(dòng)子連接的滑臺(tái)，使所述的滑臺(tái)沿直線滑動(dòng)的直線導(dǎo)軌及滑塊， 和安裝于所述的滑臺(tái)上、檢測(cè)所述的直線電機(jī)位移的光柵尺，所述的光柵尺的讀數(shù)頭與所述的底座固定連接，所述的臺(tái)面水平時(shí)，所述的讀數(shù)頭給出光柵尺的零點(diǎn)信號(hào)；[0008]所述的滑臺(tái)抵緊所述的驅(qū)動(dòng)臂，所述的直線電機(jī)正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所述的滑臺(tái)推動(dòng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正轉(zhuǎn)，所述的直線電機(jī)反方向運(yùn)動(dòng)時(shí)拉動(dòng)所述的滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，由于所述的配重塊的重力作用使所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)；[0009]所述的檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括激光干涉儀和將激光反射回所述的激光干涉儀以獲取臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)角度的反射鏡，所述的反射鏡安裝于所述的臺(tái)面上。[0010]進(jìn)一步，所述的臺(tái)面與所述的轉(zhuǎn)臺(tái)固定連接，所述的轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)螺栓與所述的驅(qū)動(dòng)臂固接，所述的主軸穿設(shè)于所述的轉(zhuǎn)臺(tái)，所述的主軸的兩端分別通過(guò)支座固定于所述的左、右支撐架上，所述的主軸與所述的轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)有滾動(dòng)軸承。[0011]進(jìn)一步，所述的支座包括固定于所述的左、右支撐架上的下半部和將所述的主軸向所述的下半部壓緊的上半部。[0012]進(jìn)一步，所述的滑臺(tái)和驅(qū)動(dòng)臂之間設(shè)有減摩承力機(jī)構(gòu)，所述的減摩承力機(jī)構(gòu)包括固定于所述的滑臺(tái)上的鋼球和固定于所述的驅(qū)動(dòng)臂上的承受所述的滑臺(tái)的推力、并減小與所述的鋼球之間的摩擦的減摩承力板，所述的減摩承力板上與所述的鋼球的接觸面垂直于所述的臺(tái)面的上表面，所述的滑臺(tái)上固定有球座，所述的鋼球通過(guò)壓球圓螺母安裝于所述的球座內(nèi)，所述的鋼球抵緊所述的減摩承力板。[0013]進(jìn)一步，所述的球座包括通過(guò)螺栓與所述的滑臺(tái)固接的環(huán)形座，和容納所述的鋼球的圓柱形凸臺(tái)，所述的凸臺(tái)內(nèi)設(shè)有圓臺(tái)狀凹陷，所述的鋼球置于所述的凹陷內(nèi)、且與所述的凹陷線接觸，所述的凸臺(tái)的外表面設(shè)有與所述的壓球圓螺母連接的外螺紋，所述的壓球圓螺母的頂端設(shè)有一圈向內(nèi)延伸的擋環(huán)，所述的擋環(huán)阻止所述的鋼球脫離所述的球座。[0014]進(jìn)一步，所述的傾斜平臺(tái)裝置還設(shè)有能夠平衡所述的配重塊對(duì)所述的滑臺(tái)造成的作用力的力平衡彈簧機(jī)構(gòu)，所述的力平衡彈簧機(jī)構(gòu)包括固定于所述的滑臺(tái)上的彈簧吊釘， 固定于所述的底座上的彈簧支架，穿設(shè)于所述的彈簧支架上的彈簧拉釘，與所述的彈簧拉釘螺接的螺母，和設(shè)置于所述的彈簧吊釘和彈簧拉釘之間的彈簧，所述的彈簧對(duì)所述的滑臺(tái)施加朝向所述的配重塊的水平方向的作用力。[0015]進(jìn)一步，所述的左支撐架和右支撐架對(duì)稱地設(shè)置于所述的臺(tái)面的兩側(cè)，所述的左、 右支撐架上架設(shè)有放置所述的激光干涉儀的安裝箱，所述的激光干涉儀位于所述的臺(tái)面下方，所述的安裝箱的上蓋開設(shè)有允許激光穿過(guò)的中心圓孔，所述的反射鏡對(duì)準(zhǔn)所述的中心圓孔。[0016]或者，所述的激光干涉儀安裝于干涉儀支架上，所述的干涉儀支架放置于地面上， 所述的激光干涉儀位于所述的臺(tái)面一側(cè)，所述的反射鏡安裝于所述的臺(tái)面上。[0017]進(jìn)一步，所述的轉(zhuǎn)臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)有限制所述的轉(zhuǎn)臺(tái)向前轉(zhuǎn)動(dòng)極限的前限位桿組，和限制所述的轉(zhuǎn)臺(tái)向后轉(zhuǎn)動(dòng)極限的后限位桿組；限位桿組均由對(duì)稱地設(shè)置于所述的左、 右支撐架上的限位桿組成，所述的限位桿旁邊設(shè)置接近開關(guān)。[0018]進(jìn)一步，所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)安裝底板、電機(jī)安裝支座和輔助支座，所述的電機(jī)安裝底板通過(guò)螺栓固定于所述的底座上，所述的直線導(dǎo)軌固定于所述的電機(jī)安裝底板上，所述的滑塊可滑動(dòng)地連接于所述的直線導(dǎo)軌上，所述的滑臺(tái)固定于所述的滑塊上；[0019]所述的直線電機(jī)的定子的一端通過(guò)所述的電機(jī)安裝支座與所述的電機(jī)安裝底板固接，另一端通過(guò)所述的輔助支座與所述的電機(jī)安裝底板固接；[0020]所述的讀數(shù)頭通過(guò)讀數(shù)頭支架固定于所述的電機(jī)安裝底板上。[0021]進(jìn)一步，所述的臺(tái)面的下表面裝有測(cè)量臺(tái)面溫度的第一溫度傳感器，所述的安裝箱上方設(shè)有測(cè)量空氣溫度的第二溫度傳感器和測(cè)量空氣壓力的氣壓傳感器。[0022]本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思是轉(zhuǎn)臺(tái)與驅(qū)動(dòng)臂剛性連接，轉(zhuǎn)臺(tái)上表面安裝臺(tái)面，驅(qū)動(dòng)臂與臺(tái)面固接、且驅(qū)動(dòng)臂形成垂直于臺(tái)面上表面的力臂，直線電機(jī)水平安裝，由直線電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)臂、轉(zhuǎn)臺(tái)、臺(tái)面繞固定的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，將直線電機(jī)的位移轉(zhuǎn)化為臺(tái)面的角位移，從而實(shí)現(xiàn)臺(tái)面的傾斜角度定位。[0023]為減小傳動(dòng)間隙，在轉(zhuǎn)臺(tái)一端安裝了配重塊，通過(guò)力平衡彈簧機(jī)構(gòu)可減小因配重塊引起的直線電機(jī)負(fù)載加重現(xiàn)象。由于配重塊安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)的一側(cè)，其重力對(duì)所述轉(zhuǎn)臺(tái)的中心有力矩的作用，滑臺(tái)的鋼球與驅(qū)動(dòng)臂上的減摩承力板緊密接觸。直線電機(jī)推動(dòng)滑臺(tái)向前水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和臺(tái)面繞主軸正方向轉(zhuǎn)動(dòng)；直線電機(jī)拉動(dòng)滑臺(tái)向后水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，在配重塊的重力作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和臺(tái)面繞主軸反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。[0024]計(jì)算機(jī)可根據(jù)設(shè)定的臺(tái)面傾斜角度θ計(jì)算出直線電機(jī)需進(jìn)給的位移1(相對(duì)于零位)，計(jì)算的公式如下[0025]
權(quán)利要求1.用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于包括底座，所述的底座上設(shè)有臺(tái)面，與所述的臺(tái)面連接、帶動(dòng)臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)所述的臺(tái)面和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)臺(tái)面的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的檢測(cè)機(jī)構(gòu)，和托持所述的臺(tái)面和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的左支撐架和右支撐架；所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括允許所述的臺(tái)面繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸，與所述的臺(tái)面固接的驅(qū)動(dòng)臂和轉(zhuǎn)臺(tái)，和固定于所述的轉(zhuǎn)臺(tái)的一側(cè)的配重塊；所述的主軸固定于所述的左、右支撐架上；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和配重塊分別位于所述的驅(qū)動(dòng)臂兩側(cè)；所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)，與所述的直線電機(jī)的動(dòng)子連接的滑臺(tái)，使所述的滑臺(tái)沿直線滑動(dòng)的直線導(dǎo)軌及滑塊，和安裝于所述的滑臺(tái)上、檢測(cè)所述的直線電機(jī)位移的光柵尺，所述的光柵尺的讀數(shù)頭與所述的底座固定連接，所述的臺(tái)面水平時(shí)，所述的讀數(shù)頭給出光柵尺的零點(diǎn)信號(hào)；所述的滑臺(tái)抵緊所述的驅(qū)動(dòng)臂，所述的直線電機(jī)正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所述的滑臺(tái)推動(dòng)所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正轉(zhuǎn)，所述的直線電機(jī)反方向帶動(dòng)所述的滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于所述的配重塊的重力作用使所述的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)；所述的檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括激光干涉儀和將激光反射回所述的激光干涉儀以獲取臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)角度的反射鏡，所述的反射鏡安裝于所述的臺(tái)面上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的臺(tái)面與所述的轉(zhuǎn)臺(tái)固定連接，所述的轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)螺栓與所述的驅(qū)動(dòng)臂固接，所述的主軸穿設(shè)于所述的轉(zhuǎn)臺(tái)，所述的主軸的兩端分別通過(guò)支座固定于所述的左、右支撐架上，所述的主軸與所述的轉(zhuǎn)臺(tái)之間設(shè)有滾動(dòng)軸承。
3.如權(quán)利要求2所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的支座包括固定于所述的左、右支撐架上的下半部和將所述的主軸向所述的下半部壓緊的上半部。
4.如權(quán)利要求3所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)有限制所述的轉(zhuǎn)臺(tái)向前轉(zhuǎn)動(dòng)極限的前限位桿組，和限制所述的轉(zhuǎn)臺(tái)向后轉(zhuǎn)動(dòng)極限的后限位桿組；限位桿組均由對(duì)稱地設(shè)置于所述的左、右支撐架上的限位桿組成，所述的限位桿旁邊設(shè)置接近開關(guān)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)安裝底板、電機(jī)安裝支座和輔助支座，所述的電機(jī)安裝底板通過(guò)螺栓固定于所述的底座上，所述的直線導(dǎo)軌固定于所述的電機(jī)安裝底板上，所述的滑塊可滑動(dòng)地連接于所述的直線導(dǎo)軌上，所述的滑臺(tái)固定于所述的滑塊上；所述的直線電機(jī)的定子的一端通過(guò)所述的電機(jī)安裝支座與所述的電機(jī)安裝底板固接， 另一端通過(guò)所述的輔助支座與所述的電機(jī)安裝底板固接；所述的讀數(shù)頭通過(guò)讀數(shù)頭支架固定于所述的電機(jī)安裝底板上。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的滑臺(tái)和驅(qū)動(dòng)臂之間設(shè)有減摩承力機(jī)構(gòu)，所述的減摩承力機(jī)構(gòu)包括固定于所述的滑臺(tái)上的鋼球和固定于所述的驅(qū)動(dòng)臂上的承受所述的滑臺(tái)的推力、并減小與所述的鋼球之間的摩擦的減摩承力板，所述的減摩承力板上與所述的鋼球的接觸面垂直于所述的臺(tái)面的上表面，所述的滑臺(tái)上固定有球座，所述的鋼球通過(guò)壓球圓螺母安裝于所述的球座內(nèi)，所述的鋼球抵緊所述的減摩承力板。
7.如權(quán)利要求6所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的球座包括通過(guò)螺栓與所述的滑臺(tái)固接的環(huán)形座，和容納所述的鋼球的圓柱形凸臺(tái)，所述的凸臺(tái)內(nèi)設(shè)有圓臺(tái)狀凹陷，所述的鋼球置于所述的凹陷內(nèi)、且與所述的凹陷線接觸，所述的凸臺(tái)的外表面設(shè)有與所述的壓球圓螺母連接的外螺紋，所述的壓球圓螺母的頂端設(shè)有一圈向內(nèi)延伸的擋環(huán)，所述的擋環(huán)阻止所述的鋼球脫離所述的球座。
8.如權(quán)利要求7所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的傾斜平臺(tái)裝置還設(shè)有能夠平衡所述的配重塊對(duì)所述的滑臺(tái)造成的作用力的力平衡彈簧機(jī)構(gòu)，所述的力平衡彈簧機(jī)構(gòu)包括固定于所述的滑臺(tái)上的彈簧吊釘，固定于所述的底座上的彈簧支架，穿設(shè)于所述的彈簧支架上的彈簧拉釘，與所述的彈簧拉釘螺接的螺母，和設(shè)置于所述的彈簧吊釘和彈簧拉釘之間的彈簧，所述的彈簧對(duì)所述的滑臺(tái)施加朝向所述的配重塊的水平方向的作用力。
9.如權(quán)利要求8所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的左支撐架和右支撐架對(duì)稱地設(shè)置于所述的臺(tái)面的兩側(cè)，所述的左、右支撐架上架設(shè)有放置所述的激光干涉儀的安裝箱，所述的激光干涉儀位于所述的臺(tái)面下方，所述的安裝箱的上蓋開設(shè)有允許激光穿過(guò)的中心圓孔，所述的反射鏡對(duì)準(zhǔn)所述的中心圓孔。
10.如權(quán)利要求8所述的用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，其特征在于所述的激光干涉儀安裝于干涉儀支架上，所述的干涉儀支架放置于地面上，所述的激光干涉儀位于所述的臺(tái)面一側(cè)，所述的反射鏡安裝于所述的臺(tái)面上。
專利摘要用于地震計(jì)靜態(tài)標(biāo)定的精密傾斜平臺(tái)裝置，包括底座，臺(tái)面，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)和支撐架；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主軸，驅(qū)動(dòng)臂和轉(zhuǎn)臺(tái)，及配重塊；主軸固定于左、右支撐架上；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和配重塊分別位于驅(qū)動(dòng)臂兩側(cè)；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括直線電機(jī)，滑臺(tái)，直線導(dǎo)軌及滑塊和光柵尺，光柵尺的讀數(shù)頭與底座固定連接，臺(tái)面水平時(shí)，讀數(shù)頭給出光柵尺的零點(diǎn)信號(hào)；滑臺(tái)抵緊驅(qū)動(dòng)臂，直線電機(jī)正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)滑臺(tái)推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)正轉(zhuǎn)，直線電機(jī)反方向帶動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)由于配重塊的重力作用使轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)；檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括激光干涉儀和將激光反射回激光干涉儀以獲取臺(tái)面轉(zhuǎn)動(dòng)角度的反射鏡，反射鏡安裝于臺(tái)面上。本實(shí)用新型具有定位精度高、傳動(dòng)效率高、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01P21/00GK202275167SQ20112037531
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者何聞, 徐冠華, 賈叔仕 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)