一种绝对重力仪用交流伺服控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种绝对重力仪用交流伺服控制装置，包括交流伺服电机、安装在所述交流伺服电机上并受所述交流伺服电机驱动的齿轮组，与所述齿轮组相咬合的齿条，以及与所述齿条以万向连轴节相连的拖架和放置在拖架内的落体。采用交流伺服电机和齿轮组替代现有的直流电机通过钢带传动的伺服控制；交流伺服电机通过齿轮组带动齿条的运动，从而实现对落体的提升和自由下落的控制；由于采用交流伺服电机，同样的体积会提供比直流电机大得多的功率，同时还减小了声音及电磁噪声；本实用新型专利技术减小了电磁及声音噪声，减小电机控制过程中产生的系统振动，提高了干涉带的信噪比和测量结果的精度。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型的交流伺服控制装置，用于对激光干涉绝对重力仪中落体的控制。
技术介绍
目前，下落法激光干涉绝对重力仪中对落体的一种控制模式为基于直流电机通过钢带传动实现对真空中落体的伺服控制。由于直流电机要根据转子的位置进行通断电，调速时要进行PWM斩波，直流电机线圈中的电流一般为方波，故在运行过程中会对电源系统回馈噪声，这些噪声会影响到干涉带（数据采集系统接收到的包含落体相对于参考棱镜位置信息的干涉信号）的信噪比，这就需要额外的噪声处理系统来获取信噪比高的干涉带信号。此外，钢带传动机构不仅需要特殊的定位结构，同时钢带传动结构还需要在真空系统中设置特定的机构支撑，这无疑会增加真空维持系统的负担。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种新型的绝对重力仪用交流伺服控制装置，以消除噪声干扰并提高测量精度。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种绝对重力仪用交流伺服控制装置，包括交流伺服电机、安装在所述交流伺服电机上并受所述交流伺服电机驱动的齿轮组，与所述齿轮组相咬合的齿条，与所述齿条连接的拖架，以及放置在所述拖架内的落体。本技术的有益效果是：采用交流伺服电机和齿轮组替代现有的直流电机通过钢带传动的伺服控制；交流伺服电机通过齿轮组带动齿条的运动，从而实现对落体的提升和自由下落的控制；由于采用交流伺服电机，同样的体积会提供比直流电机大得多的功率，同时还减小了声音及电磁噪声；本技术减小了电磁及声音噪声，减小电机控制过程中由于失步造成的系统振动，提高了干涉带的信噪比和测量结果的精度。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮安装于所述交流伺服电机上并受所述交流伺服电机驱动，所述第二齿轮与所述第一齿轮相咬合，所述第三齿轮与第二齿轮设置在同一个转轴上，所述齿条与所述第三齿轮相咬合。进一步，所述齿条和第三齿轮设置于所述绝对重力仪的真空室中，所述交流伺服电机、第一齿轮和第二齿轮设置于所述绝对重力仪的真空室外。采用上述进一步方案的有益效果是，利用多个齿轮相互咬合并结合转轴组成齿轮组，从而使得处于真空室外的交流伺服电机控制真空室内的齿条的运动。进一步，所述转轴为磁流体密封件轴。采用上述进一步方案的有益效果是，在保证真空漏率的前提下，保证第三齿轮负载仅为拖架与落体的自身重力与摩擦力，无大气压力作用，同时解决了整套真空系统的使用寿命问题。。进一步，所述第一齿轮的半径小于第二齿轮的半径。采用上述进一步方案的有益效果是，使得交流伺服电机可以利用较小的输出力矩来平衡负载，利于所述交流伺服电机在高速运动过程中对拖架速度的精确控制，进而实现对落体的自由飞行状态持续时间的控制。进一步，所述齿轮组与齿条之间采用渐开线咬合。采用上述进一步方案的有益效果是，还可以实现对落体的无级连续控制。进一步，所述齿条与控制落体上升和下降的拖架通过万向连轴节相连。采用上述进一步方案的有益效果是，实现对拖架控制的前提下，利用万向连轴节平衡掉齿条在非竖直向分力对拖架的作用。附图说明图1为本技术绝对重力仪用交流伺服控制装置的结构示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、电机下挡板，2、交流伺服电机，3、电机前挡板，4、第一齿轮，5、第二齿轮，6、磁流体密封件轴，7、第三齿轮，8、齿条，9、两通座，10、拖架，11、落体。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，本技术的绝对重力仪用交流伺服控制装置结构为，首先在真空系统中安装两通座9，气口采用CF35刀口法兰(一种符合国家标准的用于真空系统连接部件)密封，用以连接真空计和磁流体密封件轴6。将第二齿轮5和第三齿轮7分别安装在磁流体密封件轴6的大气侧和真空侧。第三齿轮7与齿条8之间采用渐开线的咬合方式，齿条8连接控制拖架10，进而控制放置在拖架10内的落体，实现对落体的提升、释放和承接。交流伺服电机2安装在电机下挡板1和电机前挡板3上，并利用第一齿轮4与第二齿轮5相咬合。第一齿轮4的半径小于第二齿轮5的半径。实际运行过程中由于第一齿轮4的半径小于第二齿轮5的半径，可以利用较小的输出力矩来平衡负载，利于于交流伺服电机2在高速运动过程中的对拖架10速度的精确控制，从而实现对落体的自由飞行状态持续时间的控制。首先交流伺服电机2以较小的速度通过第一齿轮4、第二齿轮5、磁流体密封件轴6和第三齿轮7带动与齿条8相连的拖架10以及放置在拖架10内的落体11上升至一定高度，静止一段时间后，向下加速拖架10。释放时需要交流伺服电机2控制齿条，使得被齿条控制的拖架的加速度略大于重力加速度，以保证落体可以脱离拖架自由下落飞行一段时间。这段时间内即实现对落体相对与参考棱镜的下落距离测量，用于后期计算测点处的重力加速度值。本技术可以实现对拖架距离控制精度0.01毫米误差量级，时间控制精度1毫秒量级的控制。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种绝对重力仪用交流伺服控制装置，其特征在于：包括交流伺服电机、安装在所述交流伺服电机上并受所述交流伺服电机驱动的齿轮组，与所述齿轮组相咬合的齿条，与所述齿条连接的拖架，以及放置在所述拖架内的落体。

【技术特征摘要】
1.一种绝对重力仪用交流伺服控制装置，其特征在于：包括交流伺服电机、安装在所述交流伺服电机上并受所述交流伺服电机驱动的齿轮组，与所述齿轮组相咬合的齿条，与所述齿条连接的拖架，以及放置在所述拖架内的落体。
2.根据权利要求1所述的交流伺服控制装置，其特征在于：所述齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮安装于所述交流伺服电机上并受所述交流伺服电机驱动，所述第二齿轮与所述第一齿轮相咬合，所述第三齿轮与第二齿轮设置在同一个转轴上，所述齿条与所述第三齿轮相咬合。
3.根据权利要求2所述的交流伺服控制装置，其特征在于：所述齿条和第...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕云田，吴琼，郭有光，
申请(专利权)人：中国地震局地球物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11