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三轴无磁转台磁特性分析与结构设计

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M agnetic Analysis and Structure Design of Tri-axialNon-magnetical TurntableWANG Xuyong DAIYong TAO Jianfeng ZENG Jungao LI Fujun(1.School of Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240;2.No.6354 Institute,China State Shipbuilding Corporation,Jiujiang 332000)Abstract: Structural design of tri-axial non-magn etic turntable is studied.A modeling method of structural design based onmagn etism specifications is presented.Considering the relationship of material,strength,dimension and magn etism,a rationalframework of the turntable is proposed,which can provide sufi cient margin for the choose of strength,stifness and control strategy。

Based on the model of the framework,the expression that reflects the distortion of the magn etic field is deduced from the inducedcurrent caused by the movement of the turntable in the geomagn etic field.Both the trend an d the feasible regions of thethree-dimension variables are analyzed.In the structural design example asking for a magn etic field distortion less than 7 nT,a design process of the tri-axial non-magnetic turntable based on the expression is proposed,which reasonably arranges each factor that causesthe distortion.The methodS validity is verified by the design result。

Key words:Non-magnetic turntable Magnetism Structure design 0 前言无磁仿真转台是检测和评价磁导航元件性能的高端试验设备,其中-个重要的应用价值体现在磁罗盘的性能测试过程中-发三轴无磁转台用作磁罗盘空间动态性能校准试验装置,要求由转台引起的外磁场的畸变在-个很低的数量级之下。我国目前对三轴无磁转台的研究还相当欠缺,-个表国家自然科学基金资助项H(50975172,50805090)。20110620收到初稿20120315收到修改稿现是高精度、连续回转、超低磁干扰的自动测试与校准装备的缺乏[2。国内外有些机构[3-6]研究过三轴仿真转台等测试设备,但由于各种原因,并没有考虑转台构件的磁性干扰。

在实现转台无磁化的方法中,华中科技大学7J采用磁屏蔽的方法,将转台运行于 16 mx 16 mx 16 m的磁性工作室内,以实现转台的无磁性;另-种方法是在驱动方式上采用基于远置伺服阀的凸轮转子叶片发动机系统来驱动转台,伺服阀和液压马达之间采用长管道连接[81,且驱动液压泵的电动机放在离转台较远的地方,这样的系统设计可基本保证整2012年 7月 王旭永等:三轴无磁转台磁特性分析与结构设计 131market competiton[R].Market Investigate Report,2008。

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作者简介:王旭永,男,1960年出生,博士,副教授,硕士研究生导师。

E-mail:xywang###sjtu.edu.ca代勇(通信作者),男,1987年出生。主要研究方向为液压伺服控制系统。

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