一种高精度惯性导航仪器的制作方法

1.本实用新型涉及导航仪器技术领域，具体为一种高精度惯性导航仪器。


背景技术：

2.近年来，大众对方便快捷的生产生活方式的迫切需求，使得越来越多的机器人出现在人们的日常生活中。惯性导航系统是推算导航系统的一个典型范例，所用到的传感器一般包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。惯性传感器通过感知载体相对于惯性系的加速度和角速度，经过积分得到位置和姿态的变化量，再经由上一时刻的状态推算至下一时刻。mems惯性导航的优点是完全自主，不受外界环境干扰，短期精度高，可以提供高频定位结果。
3.现有技术中，中国专利cn202230425904描述原理一款用于测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的惯性导航方案，通过推算导航方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运载体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动体的加速度经过对时间的一次积分得到速度，速度再经过对时间的一次积分即可得到距离，然而其体积较大，且导航精度有待优化；
4.并且在实际的使用过程中导航仪器一般是安装在车辆或者需要活动的物体上，而在其活动的过程中导航仪器会跟随产生一定的晃动，该晃动长时间可能会造成螺丝的松动。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种高精度惯性导航仪器，以解决上述背景技术中提出体积大、螺钉松动的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高精度惯性导航仪器，包括安装底座、外保护壳、固定螺钉、安装板、加速度计、陀螺仪和控制芯片，还包括：
7.安装底座，用于安装在车辆内部，所述安装底座上表面固定安装有外保护壳设置为高强度塑料材质；
8.固定螺钉，贯穿安装在所述安装底座四角位置，所述固定螺钉用于对所述安装底座进行固定；
9.安装板，利用螺钉固定安装在所述外保护壳内部，所述安装板设置为pvb电路板，且所述安装板上表面固定焊接有加速度计，并且所述安装板上表面还固定安装焊接有陀螺仪，同时所述安装板上表面同样焊接有控制芯片；
10.挤压板，安装在所述安装底座下方，所述挤压板与所述安装底座之间平行分布；
11.散热网孔，固定安装在所述外保护壳上表面中间位置。
12.优选的，所述外保护壳内部固定安装有内部干燥板，且所述内部干燥板的位置与所述散热网孔的位置上下对应，利用散热网孔可以提高装置整体的散热性能，并且内部干
燥板达到防潮的目的。
13.优选的，所述挤压板上表面左右两侧对称转动安装有推动杆，且所述推动杆顶端转动安装有活动套筒，利用推动杆的转动推动挤压板移动。
14.优选的，所述活动套筒与固定安装在安装底座下表面的直线滑杆之间组成滑动结构，利用活动套筒在直线滑杆外部的滑动带动推动杆转动。
15.优选的，所述直线滑杆左右两端外部安装有挤压弹簧，且所述活动套筒通过挤压弹簧与安装底座之间组成弹性结构，利用挤压弹簧的弹性作用推动活动套筒在直线滑杆外部滑动。
16.优选的，所述外保护壳外部安装有呈“口”字型结构的外部干燥板，且所述外部干燥板与内部干燥板均设置为氧化钙材质，利用氧化钙材料可以充分吸收水分达到防潮的目的。
17.优选的，所述外部干燥板内侧表面固定安装有安装卡块，且所述安装卡块与开设在外保护壳外表面的安装卡槽之间组成卡合式拆卸安装结构，利用安装卡块与安装卡槽之间的配合可以对外部干燥板进行拆卸更换。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高精度惯性导航仪器，采用新型的结构设计，使得装置在使用的选用高精度惯性传感器，同时单元内还进行了静态误差补偿(零位、标度因数、安装误差等进行全温区的精细补偿)、动态误差补偿(圆锥误差、划船误差补偿)等技术，确保imu在使用过程中获得最佳性能，并且在装置中增加抗震结构，使得在频繁震动时用于安装的螺钉不会出现松动，同时利用装置内外两侧的干燥装置可以达到防潮的目的，其具体内容如下：
19.1、挤压板、推动杆、活动套筒和挤压弹簧之间的配合使用，在安装装置时利用挤压弹簧的弹性作用对活动套筒进行挤压，使得活动套筒带动推动杆转动，使得推动杆对挤压板进行推动，最终使得挤压板对装置主体施加垂直方向的作用力，从而防止固定螺钉在受到频繁的晃动而出现松动。
20.2、外部干燥板、内部干燥板、安装卡块和安装卡槽之间的配合使用，利用外部干燥板和内部干燥板的吸水作用对装置达到一定的防潮作用，并且利用安装卡块与安装卡槽之间的拉合式拆卸安装结构可以对外部干燥板进行拆卸更换，从而保证干燥效果。
附图说明
21.图1为本实用新型正视结构示意图；
22.图2为本实用新型外保护壳正视剖面结构示意图；
23.图3为本实用新型图2中a处放大结构示意图；
24.图4为本实用新型图2中b处放大结构示意图；
25.图5为本实用新型外部干燥板立体主视结构示意图；
26.图6为本实用新型加速度计与陀螺仪工作原理流程图。
27.图中：1、安装底座；2、外保护壳；3、固定螺钉；4、安装板；5、加速度计；6、陀螺仪；7、控制芯片；8、挤压板；9、散热网孔；10、内部干燥板；11、推动杆；12、活动套筒；13、直线滑杆；14、挤压弹簧；15、外部干燥板；16、安装卡块；17、安装卡槽。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参阅图1-图6，本实用新型提供一种技术方案：一种高精度惯性导航仪器，包括安装底座1、外保护壳2、固定螺钉3、安装板4、加速度计5、陀螺仪6和控制芯片7，还包括：安装底座1，用于安装在车辆内部，安装底座1上表面固定安装有外保护壳2设置为高强度塑料材质；固定螺钉3，贯穿安装在安装底座1四角位置，固定螺钉3用于对安装底座1进行固定；安装板4，利用螺钉固定安装在外保护壳2内部，安装板4设置为pvb电路板，且安装板4上表面固定焊接有加速度计5，并且安装板4上表面还固定安装焊接有陀螺仪6，同时安装板4上表面同样焊接有控制芯片7；挤压板8，安装在安装底座1下方，挤压板8与安装底座1之间平行分布；散热网孔9，固定安装在外保护壳2上表面中间位置；
30.外保护壳2内部固定安装有内部干燥板10，且内部干燥板10的位置与散热网孔9的位置上下对应，挤压板8上表面左右两侧对称转动安装有推动杆11，且推动杆11顶端转动安装有活动套筒12，活动套筒12与固定安装在安装底座1下表面的直线滑杆13之间组成滑动结构，直线滑杆13左右两端外部安装有挤压弹簧14，且活动套筒12通过挤压弹簧14与安装底座1之间组成弹性结构，外保护壳2外部安装有呈“口”字型结构的外部干燥板15，且外部干燥板15与内部干燥板10均设置为氧化钙材质，外部干燥板15内侧表面固定安装有安装卡块16，且安装卡块16与开设在外保护壳2外表面的安装卡槽17之间组成卡合式拆卸安装结构；
31.在使用装置时，首先利用固定螺钉3将安装底座1和外保护壳2安装在使用位置，在安装的过程中对挤压板8进行挤压，此时挤压板8对带动上方的推动杆11转动，推动杆11在转动的过程中带动活动套筒12在直线滑杆13外部滑动，使得活动套筒12对挤压弹簧14进行挤压，从而利用挤压弹簧14的弹性反作用力使得挤压板8施加纵向作用力，从而防止固定螺钉3在使用的过程中出现松动，并且在装置使用的过程中利用外部干燥板15对周围进行干燥，并且在使用一段时间后利用安装卡块16和安装卡槽17之间的卡合对外部干燥板15进行拆卸更换；
32.装置内部电器件的工作原理：图6中左边为惯性导航的硬件部分imu，右边为惯性导航得的机械编排算法，陀螺仪6通过测量载体相对惯性系的角速度再结合载体相对于地球的角速度以及地球自转角速度可获得姿态的变化量，再结合前一历元的姿态，可递推出当前历元的姿态矩阵加速度计5通过测量载体相对惯性系的比力fb，经过姿态矩阵投影到n系，继而结合地球重力以及由载体在地球上运动所产生的哥氏加速度，三个向量矢量和的积分计算，再结合前一历元的速度，可递推出当前历元的速度；通过对前一历元到当前历元的速度做积分计算，可获得当前历元位置的变化量，再结合前一历元的位置，可获得当前历元的位置。
33.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，
可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种高精度惯性导航仪器，包括安装底座(1)、外保护壳(2)、固定螺钉(3)、安装板(4)、加速度计(5)、陀螺仪(6)和控制芯片(7)，其特征在于，还包括：安装底座(1)，用于安装在车辆内部，所述安装底座(1)上表面固定安装有外保护壳(2)设置为高强度塑料材质；固定螺钉(3)，贯穿安装在所述安装底座(1)四角位置，所述固定螺钉(3)用于对所述安装底座(1)进行固定；安装板(4)，利用螺钉固定安装在所述外保护壳(2)内部，所述安装板(4)设置为pvb电路板，且所述安装板(4)上表面固定焊接有加速度计(5)，并且所述安装板(4)上表面还固定安装焊接有陀螺仪(6)，同时所述安装板(4)上表面同样焊接有控制芯片(7)；挤压板(8)，安装在所述安装底座(1)下方，所述挤压板(8)与所述安装底座(1)之间平行分布；散热网孔(9)，固定安装在所述外保护壳(2)上表面中间位置。2.根据权利要求1所述的一种高精度惯性导航仪器，其特征在于：所述外保护壳(2)内部固定安装有内部干燥板(10)，且所述内部干燥板(10)的位置与所述散热网孔(9)的位置上下对应。3.根据权利要求1所述的一种高精度惯性导航仪器，其特征在于：所述挤压板(8)上表面左右两侧对称转动安装有推动杆(11)，且所述推动杆(11)顶端转动安装有活动套筒(12)。4.根据权利要求3所述的一种高精度惯性导航仪器，其特征在于：所述活动套筒(12)与固定安装在安装底座(1)下表面的直线滑杆(13)之间组成滑动结构。5.根据权利要求4所述的一种高精度惯性导航仪器，其特征在于：所述直线滑杆(13)左右两端外部安装有挤压弹簧(14)，且所述活动套筒(12)通过挤压弹簧(14)与安装底座(1)之间组成弹性结构。6.根据权利要求1所述的一种高精度惯性导航仪器，其特征在于：所述外保护壳(2)外部安装有呈“口”字型结构的外部干燥板(15)，且所述外部干燥板(15)与内部干燥板(10)均设置为氧化钙材质。7.根据权利要求6所述的一种高精度惯性导航仪器，其特征在于：所述外部干燥板(15)内侧表面固定安装有安装卡块(16)，且所述安装卡块(16)与开设在外保护壳(2)外表面的安装卡槽(17)之间组成卡合式拆卸安装结构。

技术总结
本实用新型公开了一种高精度惯性导航仪器，包括安装底座，用于安装在车辆内部，所述安装底座上表面固定安装有外保护壳设置为高强度塑料材质；固定螺钉，贯穿安装在所述安装底座四角位置；安装板，利用螺钉固定安装在所述外保护壳内部，所述安装板设置为PVB电路板，且所述安装板上表面固定焊接有加速度计；挤压板，安装在所述安装底座下方，所述挤压板与所述安装底座之间平行分布。该高精度惯性导航仪器，采用新型的结构设计，使得装置在使用的选用高精度惯性传感器，同时单元内还进行了静态误差补偿(零位、标度因数、安装误差等进行全温区的精细补偿)、动态误差补偿(圆锥误差、划船误差补偿)等技术，确保IMU在使用过程中获得最佳性能。佳性能。佳性能。


技术研发人员：陈海涛
受保护的技术使用者：北京海为科技有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/8/13