贾 明 杨功流

(北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京100191)

利用超导材料的抗磁性与超导线圈产生的磁场形成电磁力［1－2］，可使连接等效弱弹簧的质量块在重力、电磁力、弹簧力作用下保持平衡.平衡位置的重新建立会将质量块所受重力梯度的轴向分量与交叉分量信息转化为位移信息，经超导线圈转化为磁场信息后应用超导量子干涉器进行检测，通过解算可以得到高精度的重力梯度值［3］.测量载体位置的重力梯度，即可与载体惯性加速度分离，实时对重力扰动分量和垂线偏差进行估计，减小惯性导航系统误差［4］.

目前超导重力梯度敏感结构包括线性加速度或角加速度敏感单元，线性加速度敏感结构采用平行簧片式柔性移动副，角加速度敏感结构采用缺口式柔性转动副［5－7］.由于重力梯度值非常小(地球表面约为3000 E)，在测量过程中很容易受外界环境的干扰，因此需要柔性副具有较大的刚度，以提高抗干扰能力.

基于约束线图［8］分析具有单一敏感方向的敏感结构，在此基础上，提出两分量同时敏感的结构，利用并联机构形式设计柔性约束［9－10］，实现同时具有移动与转动自由度的柔性圆柱副，其中的移动自由度可以敏感重力梯度轴向分量(任一个轴向的分量需要有两个敏感结构，并沿轴向分开一定间距)，而转动自由度可以敏感交叉分量(任一轴以外两轴交叉的分量需要两个敏感结构沿任一轴向分开一定间距后……