一种惯性组合测量装置的制作方法

1.本发明涉及测量设备技术领域，具体涉及到一种惯性组合测量装置。


背景技术：

2.惯性组合测量通常是通过组装方式，将陀螺、加速度计及相关处理电路集成在一个单片上实现微惯性测量组合。惯性测量单元可以定义为“无需外部参考的可测量三维线运动及角运动的装置”。惯性测量包括通过正交安装的三只陀螺来感知三个方向的线加速度和旋转角速率，通过解算可获得载体的姿态、速度和位移等信息。
3.具体而言，目前常用结构之一，就是利用光纤传感技术测量空间惯性转动率，与以往的机械陀螺相比，具有无机械转动部件，灵敏度高等特点，光纤陀螺是众多种陀螺中唯一的没有活动部件的陀螺，它广泛的运用在军用和民用上。然而在实际应用中，惯性组合测量装置由于可能会被温度瞬态影响，造成光纤陀螺不能正常使用，同时，如前所述，由于惯性组合测量通常是采用的组装方式，组装陀螺仪，因此，本应该具有更大的灵活性，而现有的惯性组合测量装置，整个光纤陀螺仪是直接安装固定在特定支架上的，由于需要轴线互为正交，因此，一旦改变陀螺仪型号，则势必导致惯性组合测量装置无法使用，通用性极差，因为即便是1毫米的位置偏差也会严重影响测量精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种惯性组合测量装置，大大削减了惯性组合测量装置受温度瞬态影响程度，以及解决陀螺仪不能更换，灵活组装性差的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的一种惯性组合测量装置，包括三个互为正交的光纤陀螺仪，所述陀螺仪包括均为圆柱形的外罩和内罩，内罩同轴地安装到外罩内并与外罩紧贴，外罩的内部中央还固定安装有陀螺仪本体，陀螺仪本体和外罩内壁之间的环形间隙供内罩插入，令内罩将陀螺仪本体罩住；所述外罩的顶端口的端面上方设有若干对相对布置的导向块，相邻两对导向块通过筋条固接串联，以使得各对导向块围成环形阵列布置，每一对导向块之间滑动安装有移动块，移动块移动方向沿着外罩的径向，且移动块的底端面设有驱动螺纹，所述驱动螺纹能与外罩顶端口端面开设的平面螺纹配合，所述筋条通过伸入外罩顶端面的连杆与外罩滑动连接，以使得筋条相对外罩转动时，所有移动块同步朝外罩中央移动，并压住已经插入外罩内的内罩的罩顶面。
6.进一步地，陀螺仪本体包括一个安装有反射镜的反射盒，且内罩的罩顶中央开设有正对反射盒的一个透光孔，以使得反射盒内的反射镜与透光孔相向设置，且光线从透光孔入射后在反射镜上产生的折射光消失。
7.进一步地，反射盒与所述内罩的内侧壁之间具有环形间隙，所述环形间隙内盘设有两股缠绕好的光纤，两所述光纤的端头分别经一道条槽引入至反射盒内部。
8.进一步地，外罩的外侧面，以及内罩的内壁，反射盒的外壁以及所述条槽内壁均设
有隔热层。
9.进一步地，外罩顶端口出的端面设有一圈环形滑槽，所述连杆的顶端与所述筋条中央固接，底端呈球形且插入到所述环形滑槽内，与环形滑槽滑动配合且始终不脱离环形滑槽。
10.进一步地，移动块的端部设有一块弧形的挡板，所述挡板能与固接在所述内罩的顶面上的限位环贴合接触。
11.进一步地，导向块与所述移动块通过t型滑块结构滑动配合。
12.进一步地，移动块不与所述内罩的顶端面接触，所述挡板的底端弹性伸缩地安装有一个滑动销，所述移动块朝内罩的中央移动时，所述滑动销因与内罩接触而被压缩，滑动销滑上内罩顶面时将内罩轴向压紧在外罩之内。
13.进一步地，内罩的顶面为圆锥面，所述滑动销的底端面与圆锥面滑动配合。
14.进一步地，本发明还包括安装光纤陀螺仪的支架，所述支架包括三个叉条，每个叉条的顶端固接一个光纤陀螺仪，相邻两叉条之间的夹角为45
°
，且三个光纤陀螺仪安装后，三个光纤陀螺仪的三根轴线共面且两两垂直相交于一点。
15.有益效果：本发明通过设置专门的快拆式保护结构—内罩和外罩的组合，将陀螺仪本体保护在里边，并增设相应的隔热层，尽量减小温度瞬态影响。与此同时，增设的快拆式保护结构，只需将内罩尺寸做得足够大，匹配目前的主流陀螺仪，即可实现不同陀螺仪的直接替换安装使用，将陀螺仪适应性地固定安装在本发明的内罩中，还可以通过内罩对陀螺仪的挤压接触，将其进一步固定安置在外罩之内，适应性较强，更加符合惯性组合测量的“组装式”组装陀螺仪来进行相关测量的设计宗旨。
附图说明
16.下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，并非代表全部具体结构或原理。
17.图1是本发明中的光纤陀螺仪的俯视图；图2是图1中的a—a剖视图；图3是光纤陀螺仪揭开外罩后的俯视图；图4是图1中过连杆处的b—b剖视图；图5是移动块横截面处的一个结构示意图；图6是采用滑动销的移动块压紧内罩的示意图；图7是一种惯性组合测量装置的结构示意图。
18.图中，内罩1、外罩2、导向块3、移动块4、挡板5、筋条6、连杆7、透光孔8、平面螺纹9、限位环10、t型滑块结构11、滑动销12、陀螺仪本体13、条槽14、支架15、叉条16、环形间隙17、光纤陀螺仪100。
具体实施方式
19.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于
本发明保护的范围。
20.作为一种具体实施例，本一种惯性组合测量装置包括三个互为正交的光纤陀螺仪100，即光纤陀螺仪100的轴线彼此正交。详细的请参阅图1-2，这个陀螺仪包括均为圆柱形的外罩2和内罩1，类似一个杯状结构，内罩1同轴地安装到外罩2内并与外罩2紧贴连接，外罩2的内部中央还固定安装有陀螺仪本体13，具体制作时，这个陀螺仪本体13可以是通过条孔和螺栓的配合来可拆卸地安装陀螺仪本体13，将陀螺仪本体13和外罩2内壁之间的环形间隙17供内罩1插入，令内罩1将陀螺仪本体13罩住，形成保护结构。与此同时，如图1，本外罩2的顶端口的端面上方设有若干对相对布置的导向块3，相邻两对导向块3通过筋条6固接串联，这个筋条6最好做成弧形条状结构，以使得各对导向块3围成环形阵列布置。具体来说，每一对导向块3之间滑动安装有移动块4，移动块4移动方向沿着外罩2的径向，所有移动块4移动时就形成辐射状运动。作为实施结构细节而言，本移动块4的底端面设有驱动螺纹，驱动螺纹能与外罩2顶端口端面开设的平面螺纹9配合，形成螺纹副，而筋条6则通过伸入外罩2顶端面的若干根连杆7与外罩2滑动连接，连杆7即支撑起筋条6，继而支撑起所有导向块3，使得导向块3位于外罩2上方而不与之接触，以使得筋条6形成的环形整体相对外罩2转动时，所有移动块4同步朝外罩2中央移动，并在移动到外罩2上方时，可以充分地压住已经插入外罩2内的内罩1的罩顶面，继而实现对内罩1的固定，将内罩1内的陀螺仪本体13保护起来。
21.在上述结构基础上，本陀螺仪本体13具体来说，主要包括一个安装有反射镜的反射盒，反射盒可以适应性设计，如常规的圆柱形，与现有反射盒一样或相当设计均可，而本实施例中内罩1的罩顶中央处，如图1和图3，推荐开设正对反射盒的一个透光孔8，且满足反射盒内的反射镜与透光孔8相向设置，如因此可以令光线从透光孔8入射后，在反射镜上产生的折射光消失。具体而言，本实施例中，如图3，其反射盒与内罩1的内侧壁之间具有环形间隙17，环形间隙17内盘设有两股缠绕好的光纤，两光纤的端头分别经一道条槽14引入至反射盒内部，实现光纤的安装，并对其进行隔离保护，起到一定外部隔热作用。为提高隔热性，本外罩2的外侧面，以及内罩1的内壁，反射盒的外壁以及条槽14内壁均设有隔热层。
22.如图，在外罩2顶端口出的端面设有一圈环形滑槽（图中未示出），具体可以是环形滑槽开设在平面螺纹9的中央处的一个同心圆路径上，如图4所示，连杆7的顶端与筋条6中央固接，底端呈球形且插入到环形滑槽内，与环形滑槽滑动配合且始终不脱离环形滑槽，从而使得筋条6形成的环形整体结构可以稳定转动，且使得结构更为紧凑，易于操作。
23.作为具体实施细节，如图1，在移动块4的端部设有一块弧形的挡板5，挡板5能与固接在内罩1的顶面上的限位环10贴合接触，以掌握对内罩1挤压固定的位置是否足够。同时，如图5所示，本实施例中的导向块3与移动块4通过t型滑块结构11滑动配合，结构简单，易于制作。
24.为了更好地挤压固定内罩1，本实施例中，如图6，其移动块4不与内罩1的顶端面接触，挡板5的底端弹性伸缩地安装有一个滑动销12，移动块4朝内罩1的中央移动时，滑动销12因与内罩1接触而被压缩，滑动销12滑上内罩1顶面时将内罩1轴向压紧在外罩2之内，不但可以固定外罩2，还可以起到一定的减振作用。
25.此外，作为优选设计之一，为了调整挤压固定内罩1的牢固程度，内罩1的顶面为圆锥面，滑动销12的底端面与圆锥面滑动配合，这样移动块4滑动伸出不同长度，可以实现对
内罩1不同的轴向压紧力，且结构更为可靠，逐步地实现压紧，也便于移动块4在内罩1顶端上顺利地移动，不会突然卡死。
26.最后，作为一种具体的整体结构设计，本实施例中的光纤陀螺仪100安装在一个特制的支架15上，如图7，这个支架15包括三个叉条16，每个叉条16的顶端固接一个光纤陀螺仪100，相邻两叉条16之间的夹角为45
°
，通常中间的一根叉条16高度更高，而两侧的两根较低且彼此对称，实践中，当三个光纤陀螺仪100安装完成后，三个光纤陀螺仪100的三根轴线两两垂直相交于一点，这样既可以确保光纤陀螺仪100满足惯性组合测量的基本位置要求，又可以更好地缩减彼此之间的空间大小。
27.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种惯性组合测量装置，包括三个互为正交的光纤陀螺仪(100)，其特征在于：所述光纤陀螺仪(100)包括均为圆柱形的外罩(2)和内罩(1)，内罩(1)同轴地安装到外罩(2)内并与外罩(2)紧贴，外罩(2)的内部中央还固定安装有陀螺仪本体(13)，陀螺仪本体(13)和外罩(2)内壁之间的环形间隙(17)供内罩(1)插入，令内罩(1)将陀螺仪本体(13)罩住；所述外罩(2)的顶端口的端面上方设有若干对相对布置的导向块(3)，相邻两对导向块(3)通过筋条(6)固接串联，以使得各对导向块(3)围成环形阵列布置，每一对导向块(3)之间滑动安装有移动块(4)，移动块(4)移动方向沿着外罩(2)的径向，且移动块(4)的底端面设有驱动螺纹，所述驱动螺纹能与外罩(2)顶端口端面开设的平面螺纹(9)配合，所述筋条(6)通过伸入外罩(2)顶端面的连杆(7)与外罩(2)滑动连接，以使得筋条(6)相对外罩(2)转动时，所有移动块(4)同步朝外罩(2)中央移动，并压住已经插入外罩(2)内的内罩(1)的罩顶面。2.如权利要求1所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述陀螺仪本体(13)包括一个安装有反射镜的反射盒，且内罩(1)的罩顶中央开设有正对反射盒的一个透光孔(8)，以使得反射盒内的反射镜与透光孔(8)相向设置，且光线从透光孔(8)入射后在反射镜上产生的折射光消失。3.如权利要求2所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述反射盒与所述内罩(1)的内侧壁之间具有环形间隙(17)，所述环形间隙(17)内盘设有两股缠绕好的光纤，两所述光纤的端头分别经一道条槽(14)引入至反射盒内部。4.如权利要求3所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述外罩(2)的外侧面，以及内罩(1)的内壁，反射盒的外壁以及所述条槽(14)内壁均设有隔热层。5.如权利要求4所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述外罩(2)顶端口出的端面设有一圈环形滑槽，所述连杆(7)的顶端与所述筋条(6)中央固接，底端呈球形且插入到所述环形滑槽内，与环形滑槽滑动配合且始终不脱离环形滑槽。6.如权利要求5所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述移动块(4)的端部设有一块弧形的挡板(5)，所述挡板(5)能与固接在所述内罩(1)的顶面上的限位环(10)贴合接触。7.如权利要求6所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述导向块(3)与所述移动块(4)通过t型滑块结构(11)滑动配合。8.如权利要求6所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述移动块(4)不与所述内罩(1)的顶端面接触，所述挡板(5)的底端弹性伸缩地安装有一个滑动销(12)，所述移动块(4)朝内罩(1)的中央移动时，所述滑动销(12)因与内罩(1)接触而被压缩，滑动销(12)滑上内罩(1)顶面时将内罩(1)轴向压紧在外罩(2)之内。9.如权利要求8所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：所述内罩(1)的顶面为圆锥面，所述滑动销(12)的底端面与圆锥面滑动配合。10.如权利要求1-9任一项所述的一种惯性组合测量装置，其特征在于：还包括安装光纤陀螺仪(100)的支架(15)，所述支架(15)包括三个叉条(16)，每个叉条(16)的顶端固接一个光纤陀螺仪(100)，相邻两叉条(16)之间的夹角为45
°
，且三个光纤陀螺仪(100)安装后，三个光纤陀螺仪(100)的三根轴线两两垂直相交于一点。

技术总结
本发明公布了一种惯性组合测量装置，光纤陀螺仪包括均为圆柱形的外罩和内罩，内罩同轴地安装到外罩内并与外罩紧贴，外罩的内部中央还固定安装有陀螺仪本体，陀螺仪本体和外罩内壁之间的环形间隙供内罩插入，令内罩将陀螺仪本体罩住；外罩的顶端口的端面上方设有若干对相对布置的导向块，相邻两对导向块通过筋条固接串联，以使得各对导向块围成环形阵列布置，每一对导向块之间滑动安装有移动块，移动块移动方向沿着外罩的径向，且移动块的底端面设有驱动螺纹，驱动螺纹能与外罩顶端口端面开设的平面螺纹配合，筋条通过伸入外罩顶端面的连杆与外罩滑动连接。本发可以避免温度瞬态变化，适应性强。适应性强。适应性强。


技术研发人员：任奕安
受保护的技术使用者：北京永乐华航精密仪器仪表有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/8/5