本發(fā)明涉及地學(xué)領(lǐng)域，具體而言，涉及軸對稱彈性系統(tǒng)及重力儀。

背景技術(shù)：

地球重力加速度是地球物理學(xué)中最基本也是最重要的一個(gè)物理量，而由重力加速度所反映的地球重力場也自然成為地球本身及其周圍一個(gè)最重要的物理場。研究如何精確重力場信息的重力測量技術(shù)則一直是地學(xué)領(lǐng)域的前言科學(xué)問題。傳統(tǒng)的地面重力測量受限于測量地形及低效率，而衛(wèi)星重力測量存在分辨率低等技術(shù)缺陷，難以獲得深入應(yīng)用。而?？罩亓y量可在運(yùn)動(dòng)載體上，在偏遠(yuǎn)、地形條件復(fù)雜等特殊區(qū)域快速、經(jīng)濟(jì)的獲取高精度、大面積、高分辨率的重力場數(shù)據(jù)，測量成本低、測量方式極為靈活，順應(yīng)儀器發(fā)展及應(yīng)用需求的未來趨勢。

目前國外有代表性的?？罩亓x有美國lacoste&romberg公司的air-seagravitysystem型，德國的kss系列，以及俄羅斯莫斯科重力技術(shù)公司的gt系列，國內(nèi)保持發(fā)展的有中科院測地所的chz型海洋重力儀。上述產(chǎn)品中air-seagravitysystem型重力儀彈性系統(tǒng)采用具有位移放大作用的斜拉彈簧秤結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格高昂、有一定的交差耦合效應(yīng)，gt系列則是采用加速度計(jì)作為重力傳感器，測量原理簡單，但是計(jì)算復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理繁瑣且測量精度對加速度計(jì)精度極為依賴，而kss系列重力儀均是采用軸對稱型原理懸掛豎直彈簧秤，可有效克服水平加速度及測量交差耦合效應(yīng)影響，由于測量主彈簧是懸掛于較長的管狀檢測質(zhì)量內(nèi)孔中，檢測質(zhì)量需要在豎直方向的上中下三個(gè)平面內(nèi)用五根拉絲和兩根繃簧嚴(yán)格約束其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，增加了裝配難度和機(jī)械裝配誤差，限制了儀器精度的提高，同時(shí)倒擺彈簧秤結(jié)構(gòu)(測微系統(tǒng)在彈簧上懸掛端)降低了探頭的機(jī)械穩(wěn)定性，其電磁力反饋方案也限制了儀器分辨率的提高。此外，豎直彈簧秤結(jié)構(gòu)及類軸對稱型定位特點(diǎn)也成功的用于chz海洋重力儀，其動(dòng)態(tài)精度可達(dá)到1mgal，但其管狀質(zhì)量擺結(jié)構(gòu)及約束方式與kss類似，同時(shí)電磁力反饋技術(shù)方案有較大的動(dòng)態(tài)范圍，限制了儀器分辨率的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種軸對稱彈性系統(tǒng)，其具有長周期、高穩(wěn)定性、裝配難度低、克服非線性擾動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，并且可滿足大范圍、高效率、長期穩(wěn)定的重力加速度測量需求。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種重力儀，其具有長周期、高穩(wěn)定性、裝配難度低、克服非線性擾動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，并且可滿足大范圍、高效率、長期穩(wěn)定的重力加速度測量需求。

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種軸對稱彈性系統(tǒng)，包括第一殼體、調(diào)擺系統(tǒng)、測量組件和阻尼反饋單元，所述第一殼體內(nèi)部具有第一容置空間，所述測量組件和所述阻尼反饋單元均設(shè)置于所述第一容置空間內(nèi)部，所述調(diào)擺系統(tǒng)設(shè)置于所述第一殼體的端部并伸入于所述第一容置空間。并且所述測量組件包括零長彈簧、測微單元和重塊，所述零長彈簧的一端連接于所述調(diào)擺系統(tǒng)，所述重塊連接于所述零長彈簧的另一端，所述測微單元與所述重塊連接，所述測微單元用于檢測所述重塊的位移量。所述阻尼反饋單元包括反饋線圈、阻尼線圈和磁體，所述磁體固定連接于所述第一殼體遠(yuǎn)離所述調(diào)擺系統(tǒng)的一端，并且所述磁體靠近所述調(diào)擺系統(tǒng)的一側(cè)開設(shè)有正對于所述調(diào)擺系統(tǒng)的凹槽，所述重塊伸入所述凹槽，所述反饋線圈和所述阻尼線圈均繞設(shè)于所述重塊，并且所述反饋線圈和所述阻尼線圈均位于所述凹槽內(nèi)部，所述反饋線圈用于通入電流以檢測所述重塊的位置，所述阻尼線圈用于通入電流以向所述重塊提供遠(yuǎn)離所述凹槽周壁的力。

進(jìn)一步地，所述測微單元包括電容動(dòng)片、第一電容定片和第二電容定片，所述電容動(dòng)片固定連接于所述重塊，所述第一電容定片和所述第二電容定片均固定連接于所述第一殼體，所述電容動(dòng)片設(shè)置于所述第一電容定片和所述第二電容定片之間，所述電容動(dòng)片分別與所述第一電容定片和所述第二電容定片形成第一電容和第二電容，并且所述電容動(dòng)片、所述第一電容定片和所述第二電容定片兩兩平行。

進(jìn)一步地，所述電容動(dòng)片與所述第一電容定片之間的距離和所述電容動(dòng)片與所述第二電容定片之間的距離相等。

進(jìn)一步地，所述測量組件還包括6n個(gè)拉絲，其中n為正整數(shù)，6n個(gè)所述拉絲的一端均勻的分布于所述重塊的圓周方向，6n個(gè)所述拉絲的另一端均勻分布于所述第一容置空間的內(nèi)周壁，并且6n個(gè)所述拉絲位于同一平面內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述調(diào)擺系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)組件和升降結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)組件固定連接于所述第一殼體，所述升降結(jié)構(gòu)與所述零長彈簧連接，所述驅(qū)動(dòng)組件與所述升降結(jié)構(gòu)連接并且所述驅(qū)動(dòng)組件能用于驅(qū)動(dòng)所述升降結(jié)構(gòu)沿所述零長彈簧的延伸方向移動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)組件包括無級變速電機(jī)和中心齒輪，所述無級變速電機(jī)固定連接于所述第一殼體，所述無級變速電機(jī)與所述中心齒輪連接，所述無級變速電機(jī)用于帶動(dòng)所述中心齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述中心齒輪中心開設(shè)有螺紋孔，所述升降結(jié)構(gòu)包括升降絲桿，所述升降絲桿通過所述螺紋孔與所述中心齒輪連接，并且所述升降絲桿的一端連接于所述零長彈簧。

一種重力儀，包括溫控裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、陀螺穩(wěn)定平臺和軸對稱彈性系統(tǒng)，所述軸對稱彈性系統(tǒng)包括第一殼體、調(diào)擺系統(tǒng)、測量組件和阻尼反饋單元，所述第一殼體內(nèi)部具有第一容置空間，所述測量組件和所述阻尼反饋單元均設(shè)置于所述第一容置空間內(nèi)部，所述調(diào)擺系統(tǒng)設(shè)置于所述第一殼體的端部并伸入于所述第一容置空間。并且所述測量組件包括零長彈簧、測微單元和重塊，所述零長彈簧的一端連接于所述調(diào)擺系統(tǒng)，所述重塊連接于所述零長彈簧的另一端，所述測微單元與所述重塊連接，所述測微單元用于檢測所述重塊的位移量。所述阻尼反饋單元包括反饋線圈、阻尼線圈和磁體，所述磁體固定連接于所述第一殼體遠(yuǎn)離所述調(diào)擺系統(tǒng)的一端，并且所述磁體靠近所述調(diào)擺系統(tǒng)的一側(cè)開設(shè)有正對于所述調(diào)擺系統(tǒng)的凹槽，所述重塊伸入所述凹槽，所述反饋線圈和所述阻尼線圈均繞設(shè)于所述重塊，并且所述反饋線圈和所述阻尼線圈均位于所述凹槽內(nèi)部，所述反饋線圈用于通入電流以檢測所述重塊的位置，所述阻尼線圈用于通入電流以向所述重塊提供遠(yuǎn)離所述凹槽周壁的力。所述溫控裝置具有第二容置空間，所述軸對稱彈性系統(tǒng)設(shè)置于所述第二容置空間內(nèi)部，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述重塊連接，并且所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集所述重塊的位移量，所述溫控裝置與所述陀螺穩(wěn)定平臺連接，所述陀螺穩(wěn)定平臺用于將所述零長彈簧的延伸方向維持于所述重塊的重力方向。

進(jìn)一步地，所述溫控裝置包括第二殼體、屏蔽殼體、第一恒溫層、第二恒溫層、第一保溫層和第二保溫層，所述軸對稱彈性系統(tǒng)設(shè)置于所述屏蔽殼體內(nèi)部，所述屏蔽殼體設(shè)置于所述第一恒溫層內(nèi)部并與所述第一恒溫層內(nèi)周壁形成間隙，所述第一恒溫層設(shè)置于所述第一保溫層內(nèi)部并貼合于所述第一保溫層的內(nèi)周壁，所述第一保溫層設(shè)置于所述第二恒溫層內(nèi)部并貼合于所述第二恒溫層的內(nèi)周壁，所述第二恒溫層設(shè)置于所述第二保溫層內(nèi)部并貼合于所述第二保溫層的內(nèi)周壁，所述第二保溫層設(shè)置于所述第二殼體內(nèi)部并貼合于所述第二殼體的內(nèi)周壁，所述第二殼體的外側(cè)與所述陀螺穩(wěn)定平臺連接。

進(jìn)一步地，所述溫控裝置還包括溫控單元，所述屏蔽殼體和所述第二恒溫層上繞設(shè)有與所述溫控單元連接的金屬絲，所述金屬絲用于加熱所述屏蔽殼體和所述第二恒溫層。

進(jìn)一步地，所述重力儀還包括至少三個(gè)懸掛件，所述懸掛件一端固定連接于所述第一殼體，所述懸掛件的另一端連接于所述溫控裝置，所述至少三個(gè)懸掛件圍成正多邊形，所述零長彈簧與每個(gè)所述懸掛件之間的距離相同。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的軸對稱彈性系統(tǒng)及重力儀的有益效果是：

本發(fā)明提供的軸對稱彈性系統(tǒng)和重力儀通過測微單元能精確的測量當(dāng)前位置的重力加速度，并通過反饋線圈能檢測重塊的位置，以判斷重塊的位置是否適合測算重力加速度。通過阻尼線圈能使得重塊能保持穩(wěn)定的狀態(tài)，避免重塊晃動(dòng)偏移影響測量的精度。通過調(diào)擺系統(tǒng)能調(diào)整重塊的位置，使得重塊處于適合測量重力加速度的姿態(tài)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例提供的重力儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中ii處放大示意圖；

圖3為圖1中iii處放大示意圖；

圖4為圖1中iv處放大示意圖。

圖標(biāo)：10-重力儀；11-軸對稱彈性系統(tǒng)；12-溫控裝置；13-數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；14-陀螺穩(wěn)定平臺；15-懸掛件；100-第一殼體；110-第一容置空間；120-連接板；200-測量組件；210-零長彈簧；220-測微單元；221-電容動(dòng)片；222-第一電容定片；223-第二電容定片；224-第一電容；225-第二電容；230-重塊；240-拉絲；300-調(diào)擺系統(tǒng)；310-驅(qū)動(dòng)組件；311-無級變速電機(jī)；312-中心齒輪；320-升降結(jié)構(gòu)；321-升降絲桿；400-阻尼反饋單元；410-反饋線圈；420-阻尼線圈；430-磁體；431-凹槽；510-第二容置空間；520-第二殼體；530-屏蔽殼體；540-第一恒溫層；541-第一恒溫容置部；542-第一恒溫蓋；550-第二恒溫層；551-第二恒溫容置部；552-第二恒溫蓋；560-第一保溫層；561-第一保溫容置部；562-第一保溫蓋；570-第二保溫層；571-第二保溫容置部；572-第二保溫蓋；580-溫控單元；600-緩沖裝置。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，“設(shè)置”、“連接”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，“連接”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過中間媒介間接連接，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

請參閱圖1，本實(shí)施例提供了一種重力儀10，用于測量當(dāng)前位置的重力加速度，其具有長周期、高穩(wěn)定性、裝配難度低、克服非線性擾動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，并且可滿足大范圍、高效率、長期穩(wěn)定的重力加速度測量需求。

其中，重力儀10包括軸對稱彈性系統(tǒng)11、溫控裝置12、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13、陀螺穩(wěn)定平臺14和懸掛件15。軸對稱彈性系統(tǒng)11通過懸掛件15固定連接于溫控裝置12，并且軸對稱彈性系統(tǒng)11位于溫控裝置12的內(nèi)部，并且軸對稱彈性系統(tǒng)11用于測量當(dāng)前位置的重力加速度。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13連接于軸對稱彈性系統(tǒng)11，并且數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13用于采集軸對稱彈性系統(tǒng)11測得的數(shù)據(jù)。溫控裝置12與陀螺穩(wěn)定平臺14連接，以使得軸對稱彈性系統(tǒng)11能通過陀螺穩(wěn)定平臺14保持于適合測量重力加速度的姿態(tài)。

請結(jié)合參閱圖1、圖2、圖3和圖4，軸對稱彈性系統(tǒng)11包括第一殼體100、測量組件200、調(diào)擺系統(tǒng)300和阻尼反饋單元400。第一殼體100內(nèi)部具有第一容置空間110，測量組件200和阻尼反饋單元400均設(shè)置于第一容置空間110內(nèi)部，其中測量組件200用于測量重力加速度。調(diào)擺系統(tǒng)300設(shè)置于第一殼體100地端部并伸入第一容置空間110，第一殼體100向調(diào)擺系統(tǒng)300提供支撐，并且調(diào)擺系統(tǒng)300與測量組件200連接，調(diào)擺系統(tǒng)300用于調(diào)整測量組件200的位置，以提高測量組件200的測量速度以及測量準(zhǔn)確性。阻尼反饋單元400設(shè)置于第一殼體100遠(yuǎn)離調(diào)擺系統(tǒng)300的一端，并且阻尼反饋單元400與測量組件200連接，并且阻尼反饋單元400用于防止測量組件200產(chǎn)生偏移而影響測量結(jié)果，并且阻尼反饋單元400還用于檢測測量組件200當(dāng)前所處的狀態(tài)以判斷測量組件200當(dāng)前是否適合開始測量。

請結(jié)合參閱圖1和圖2，測量組件200包括零長彈簧210、測微單元220和重塊230，其中零長彈簧210的一端連接于調(diào)擺系統(tǒng)300，重塊230連接于零長彈簧210的另一端，測微單元220與重塊230連接，測微單元220用于檢測重塊230的位移量。

其中，重塊230具有零點(diǎn)位置，當(dāng)重塊230處于零點(diǎn)位置時(shí)，當(dāng)前的重力加速度為已知量。其中，假設(shè)當(dāng)重力儀10處于第一位置時(shí)，重塊230處于零點(diǎn)位置，將重力儀10從第一位置移動(dòng)到距離第一位置一定距離的第二位置，此時(shí)由于第一位置和第二位置的重力加速度不同則使得重塊230收到的重力改變，則使得重塊230產(chǎn)生位移。通過測微單元220測量重塊230的位移量以確定零長彈簧210的伸長量，并以零長彈簧210的伸長量計(jì)算出重塊230對零長彈簧210拉力的變化量，通過拉力的變化量則能計(jì)算出重力加速度的變化量，在得知零長彈簧210零點(diǎn)位置的重力加速度的情況下，則能計(jì)算出第二位置的重力加速度。

在本實(shí)施例中，通過調(diào)擺系統(tǒng)300能調(diào)整重塊230的位置，以使重力儀10在測量前，重塊230處于零點(diǎn)位置，保證了重力儀10測量重力的精確度。通過阻尼反饋單元400能反饋當(dāng)前重塊230的位置，以便于調(diào)整重塊230的位置，并且阻尼反饋單元400能向重塊230提供一個(gè)趨于平衡的力，使得零長彈簧210的延伸方向能維持于重塊230重力的方向。需要說明的是，上述提到的適合測量重力加速度的姿態(tài)指代的是零長彈簧210的延伸方向與重塊230重力方向相重合的姿態(tài)。

通過調(diào)擺系統(tǒng)300和阻尼反饋單元400對重塊230和零長彈簧210的調(diào)控重塊230和零長彈簧210的位置，以及能在測量時(shí)將重塊230維持于適合測量重力加速度的姿態(tài)，使得設(shè)置于重塊230上的測微單元220能測量出較為準(zhǔn)確的值，能保證測量結(jié)果的精確性。

其中，測微單元220包括電容動(dòng)片221、第一電容定片222和第二電容定片223。電容動(dòng)片221固定連接于重塊230，以使電容動(dòng)片221能跟隨重塊230移動(dòng)。第一電容定片222和第二電容定片223均固定連接于第一殼體100。并且，電容動(dòng)片221設(shè)置于第一電容定片222和第二電容定片223之間，以使得電容動(dòng)片221分別與第一電容定片222和第二電容定片223形成第一電容224和第二電容225。電容動(dòng)片221、第一電容定片222和第二電容定片223兩兩平行。

在本實(shí)施例中，第一殼體100內(nèi)部設(shè)置有連接板120，連接板120的側(cè)邊連接于第一容置空間110的內(nèi)周壁，并且連接板120的中心設(shè)置有通孔(圖未標(biāo))，重塊230穿過通孔與阻尼反饋單元400連接。其中，第一電容定片222和第二電容定片223固定連接于連接板120。

其中，在重力儀10從第一位置移動(dòng)至第二位置時(shí)，重塊230產(chǎn)生位移，使得電容動(dòng)片221與第一電容定片222以及電容動(dòng)片221與第二電容定片223之間的距離產(chǎn)生變化，以使得第一電容224和第二電容225的容電量產(chǎn)生變化，通過計(jì)算第一電容224和第二電容225容電量之間的差值以確定電容動(dòng)片221的移動(dòng)量，從而得知重塊230的位移量，即能計(jì)算出當(dāng)前位置的重力加速度。

通過計(jì)算第一電容224和第二電容225的差值得到電容動(dòng)片221和重塊230的位移量，使得測算的值更加精確，不需要添加數(shù)據(jù)放大裝置也能得到相對較為精確的值，并且能提高測微單元220的靈敏度，以保證第一位置和第二位置兩地的重力加速度相差較小時(shí)也能較為準(zhǔn)確地測出第二位置的重力加速度。

其中，當(dāng)重塊230處于零點(diǎn)位置時(shí)，電容動(dòng)片221和第一電容定片222和第二電容定片223之間的距離相等。以使得重塊230位于零點(diǎn)位置時(shí)，第一電容224和第二電容225的容電量相同，以使得測算差值時(shí)更便捷。并且能保證電容動(dòng)片221能朝向第一電容定片222或者第二電容定片223移動(dòng)的距離相同，使得電容動(dòng)片221往兩側(cè)移動(dòng)均不會受到距離的影響，保證重力儀10的普遍適用性。

進(jìn)一步地，測量組件200還包括6n個(gè)拉絲240，其中n為正整數(shù)。6n個(gè)拉絲240的一端均勻地分布于重塊230的圓周方向，6n個(gè)拉絲240的另一端均勻地分布于第一容置空間110的內(nèi)周壁，并且6n個(gè)拉絲240位于同一平面內(nèi)。在本實(shí)施例中，拉絲240的數(shù)量為6個(gè)，每兩個(gè)相鄰的拉絲240之間形成60度的夾角。

在本實(shí)施例中，6個(gè)拉絲240嚴(yán)格約束重塊230的自由度，并能使重塊230具有微小地轉(zhuǎn)動(dòng)，具有軸對稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可抑制交叉耦合效應(yīng)。即，6個(gè)拉絲240將重塊230維持于適合測量重力加速度的姿態(tài)，進(jìn)一步保證重塊230不會出現(xiàn)擺動(dòng)，保證重力加速度測量的精準(zhǔn)性。

請結(jié)合參閱圖1和圖3，調(diào)擺系統(tǒng)300包括驅(qū)動(dòng)組件310和升降結(jié)構(gòu)320，其中驅(qū)動(dòng)組件310固定連接于第一殼體100，升降結(jié)構(gòu)320與零長彈簧210連接，驅(qū)動(dòng)組件310與升降結(jié)構(gòu)320連接并用于驅(qū)動(dòng)升降結(jié)構(gòu)320沿零長彈簧210的延伸方向移動(dòng)。即，當(dāng)重塊230偏離于零點(diǎn)位置時(shí)，通過驅(qū)動(dòng)組件310驅(qū)動(dòng)升降結(jié)構(gòu)320帶動(dòng)零長彈簧210沿其延伸方向移動(dòng)，以帶動(dòng)重塊230沿零長彈簧210的延伸方向移動(dòng)以將重塊230調(diào)整至零點(diǎn)位置，以便于第二位置重力加速度的測算。

其中，驅(qū)動(dòng)組件310包括無級變速電機(jī)311和中心齒輪312，其中無級變速電機(jī)311，無級變速電機(jī)311固定連接于第一殼體100，并且無級變速電機(jī)311與中心齒輪312連接，無級變速電機(jī)311用于帶動(dòng)中心齒輪312轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，中心齒輪312中心開設(shè)有螺紋孔(圖未標(biāo))。升降結(jié)構(gòu)320包括升降絲桿321，升降絲桿321通過螺紋孔與中心齒輪312連接，并且升降絲桿321的一端連接于零長彈簧210。其中，當(dāng)無級變速電機(jī)311驅(qū)動(dòng)中心齒輪312轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，中心齒輪312帶動(dòng)升降絲桿321移動(dòng)，以使得升降絲桿321帶動(dòng)零長彈簧210移動(dòng)，以將重塊230調(diào)整至零點(diǎn)位置。

在本實(shí)施例中，調(diào)擺系統(tǒng)300還包括減速系統(tǒng)(圖未示)，減速系統(tǒng)連接于中心齒輪312和無級變速電機(jī)311之間，并且減速系統(tǒng)的減速比高達(dá)1000，以實(shí)現(xiàn)微米級微調(diào)功能。

請結(jié)合參閱圖1和圖4，阻尼反饋單元400包括反饋線圈410、阻尼線圈420和磁體430，其中磁體430固定連接于第一殼體100遠(yuǎn)離調(diào)擺系統(tǒng)300的一端，并且磁體430靠近調(diào)擺系統(tǒng)300的一側(cè)開設(shè)有正對于調(diào)擺系統(tǒng)300的凹槽431，重塊230伸入凹槽431內(nèi)部。反饋線圈410和阻尼線圈420均繞設(shè)于重塊230，并且反饋線圈410和阻尼線圈420均位于凹槽431內(nèi)部。反饋線圈410用于通入電流以檢測重塊230的位置。阻尼線圈420用于通入電流以向重塊230提供遠(yuǎn)離凹槽431周壁的力。

其中，磁體430于凹槽431中形成穩(wěn)定以及高強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場。反饋線圈410在通電之后，會受到磁場的力，通過檢測力的大小及方向能檢測重塊230的位置，以判斷重塊230是否處于適合測量重力加速度的姿態(tài)。阻尼線圈420在通電之后同樣會受到磁場的力，實(shí)現(xiàn)電磁阻尼的功能，保證重塊230的穩(wěn)定。

上述提供的軸對稱彈性系統(tǒng)11通過測微單元220能精確地測算出當(dāng)前位置的重力加速度，并且通過反饋線圈410反饋重塊230的位置，判斷重塊230是否處于零點(diǎn)位置。若重塊230不處于零點(diǎn)位置，則通過驅(qū)動(dòng)無級變速電機(jī)311以帶動(dòng)中心齒輪312轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)升降絲桿321移動(dòng)，以將重塊230調(diào)整至零點(diǎn)位置，以便于測量重力加速度。通過阻尼線圈420通電受力保證重塊230處于穩(wěn)定的位置，并且通過設(shè)置6n個(gè)拉絲240進(jìn)一步保證重塊230的穩(wěn)定性。

請參閱圖1，溫控裝置12具有第二容置空間510，軸對稱彈性系統(tǒng)11位于第二容置空間510內(nèi)部。以通過溫控裝置12保證軸對稱彈性系統(tǒng)11工作時(shí)所處的環(huán)境的溫度的穩(wěn)定性，提高測量重力加速度的精確性。另外，溫控裝置12包括第二殼體520、屏蔽殼體530、第一恒溫層540、第二恒溫層550、第一保溫層560、第二保溫層570和溫控單元580。其中軸對稱彈性系統(tǒng)11設(shè)置于屏蔽殼體530內(nèi)部，屏蔽殼體530設(shè)置于第一恒溫層540內(nèi)部并與第一恒溫層540的內(nèi)周壁形成間隙，第一恒溫層540設(shè)置于第一保溫層560內(nèi)部并貼合于第一保溫層560的內(nèi)周壁，第一保溫層560設(shè)置于第二恒溫層550的內(nèi)部并貼合于第二恒溫層550的內(nèi)周壁，第二恒溫層550設(shè)置于第二保溫層570的內(nèi)部并貼合于第二保溫層570的內(nèi)部，第二保溫層570設(shè)置于第二殼體520的內(nèi)部并貼合于第二殼體520的內(nèi)周壁。通過多層的保溫層和恒溫層以確保軸對稱彈性系統(tǒng)11處于一個(gè)溫度相對穩(wěn)定的工作環(huán)境，保證軸對稱彈性系統(tǒng)11的測量精確度。

在本實(shí)施例中，第一恒溫層540包括第一恒溫容置部541和第一恒溫蓋542，第一恒溫蓋542選擇性地蓋設(shè)于第一恒溫容置部541上以形成密閉的封閉空間。第二恒溫層550包括第二恒溫容置部551和第二恒溫蓋552，第二恒溫蓋552選擇性地蓋設(shè)于第二恒溫容置部551上以形成密閉空間。第一保溫層560包括第一保溫容置部561和第一保溫蓋562，第一保溫蓋562選擇性地蓋設(shè)于第一保溫容置部561以形成密閉空間。第二保溫層570包括第二保溫容置部571和第二保溫蓋572，第二保溫蓋572選擇性地蓋設(shè)于第二保溫容置部571以形成密閉空間。

進(jìn)一步地，屏蔽殼體530和第二恒溫層550上繞設(shè)有與溫控單元580連接的金屬絲(圖未示)，溫控單元580用于控制金屬絲加熱屏蔽殼體530和第二恒溫層550。通過溫控單元580控制金屬絲對屏蔽殼體530和第二恒溫層550加熱，使得在低溫環(huán)境也能通過溫控裝置12將軸對稱彈性系統(tǒng)11工作環(huán)境的溫度維持于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，保證軸對稱彈性系統(tǒng)11的精確度。

另外，懸掛件15用于使軸對稱彈性系統(tǒng)11于第二容置空間510中保持穩(wěn)定。懸掛件15的一端固定連接于第一殼體100，懸掛件15的另一端連接于溫控裝置12。其中懸掛件15至少為三個(gè)。在本實(shí)施例中，以三個(gè)懸掛件15為例說明。三個(gè)懸掛件15圍成等邊三角形，并且零長彈簧210與三個(gè)懸掛件15的距離相同，即，零長彈簧210的延伸方向所在直線經(jīng)過上述等邊三角形的中心并與懸掛件15平行。應(yīng)當(dāng)理解，在其他實(shí)施例中，懸掛件15為四個(gè)、五個(gè)或者六個(gè)等的時(shí)候，同樣多個(gè)懸掛件15圍成正四邊形、正五邊形或者正六邊形，并且零長彈簧210的延伸方向同樣經(jīng)過正四邊形、正五邊形或者正六邊形的中心線并與懸掛件15平行。

在本實(shí)施例中，溫控裝置12設(shè)置于陀螺穩(wěn)定平臺14內(nèi)部。其中，第二殼體520的外側(cè)與陀螺穩(wěn)定平臺14連接。陀螺穩(wěn)定平臺14能使溫控裝置12處于平衡穩(wěn)定的狀態(tài)，即能使得軸對稱彈性系統(tǒng)11能處于平衡穩(wěn)定的狀態(tài)，使得重塊230能處于適合測量重力加速度的姿態(tài)。陀螺穩(wěn)定平臺14上設(shè)置有緩沖裝置600，緩沖裝置600用于將大幅度的震動(dòng)減緩為小幅度的震動(dòng)，保證重塊230的狀態(tài)不被影響，保證重力加速度測量的精確性。

本實(shí)施例提供的重力儀10通過軸對稱彈性系統(tǒng)11能精確地測量當(dāng)前位置的重力角速度。通過溫控裝置12中設(shè)置的第一恒溫層540、第二恒溫層550、第一保溫層560、第二保溫層570橫屏蔽殼體530多層的防護(hù)以及保溫作用，使得軸對稱彈性系統(tǒng)11的工作環(huán)境維持于穩(wěn)定的狀態(tài)，保證了軸對稱彈性系統(tǒng)11測量的穩(wěn)定性和精確度。通過懸掛件15保證軸對稱彈性系統(tǒng)11的穩(wěn)定性。通過陀螺穩(wěn)定平臺14維持溫控裝置12的平衡和穩(wěn)定進(jìn)而保證軸對稱彈性系統(tǒng)11的平衡和穩(wěn)定。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。