邱 东，戴 庆，吕江涛，刘建雄

（1.湖北航天技术研究院总体设计所,武汉430040;2.湖北三江航天红峰控制有限公司,孝感432009）

0 引言

转位机构是用于惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）旋转调制的构件,通过旋转调制可以使得地球重力加速度与自转角加速度等关键参数的测量在惯性器件内实现自标定。根据来自编码器和惯组的数据,转位机构可精确控制IMU进行旋转,从而实现自对准。为实现上述自标定、自对准等功能,转位机构需要能够携带负载旋转在 0°、 90°、 180°、 270°等位置精确定位,并在飞行、运输、贮存时实现可靠锁紧,同时在标定、对准时实现解锁功能。

为实现转位、定位、锁紧、解锁等功能,转位机构常采用多级运动副,由轴、轴承、齿盘、负载支撑平面等部分组成。有的转位机构采用蜗轮蜗杆传动,其优点是兼具传动和自锁功能。文献[1]介绍了一种单轴自标定转位机构结构构型,文献[2]介绍了旋转调制转位机构的控制工作机理,传动轴、齿盘、蜗轮蜗杆等传动件和整机骨架、负载支撑平面等结构件通常采用不同的材质,各级运动副及安装基体材料特性、加工公差、装配误差均是结构应力产生的主要因素,在温度显著变化的环境下,转位机构内部的热应力尤为明显,易因应力问题产生传递故障。文献[3]分析了铝合金材料残余应力情况,文献[4]～文献[7]提出了结构件热-应力耦合的有限元仿真方法,文献[8]通过仿真手段对温度变化情况下热应力的产生机理进行了分析。

基于转位机构相关热传递机理,构建了热力学模型,通过仿真分析结合验证实验发现在高温升环境下的机构部分运动副应力集中是导致高温解锁故障的原因。……