[发明专利]一种三轴光纤陀螺系统一体化的安装骨架

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑紧固的安装骨架，尤其是一种三轴光纤陀螺系统一体化的安装骨架。

背景技术

光纤陀螺是基于萨格奈克(Sagnac)效应的一种新型角速度传感器，与机械陀螺相比，具有全固态、对重力不敏感、启动快等优点；与环形激光陀螺相比，无高电压电源、无机械抖动等优点；另外，还具有重量轻、寿命长、成本低的优势，在航空、航天、航海等军用领域及地质、石油勘探等民用领域具有广阔的应用前景。目前典型的结构形式为：以三个独立的单轴光纤陀螺子系统来实现对三个正交的空间坐标系的旋转轴角速度或位置进行测量，每个光纤陀螺子系统都包括一个光纤陀螺、一个光源、一个加速度计和一个处理电路。随着应用领域需要的发展，目前对光纤陀螺的体积和重量提出了更高的要求。同时，在许多领域都涉及三维测量，因此，轻小型精确测量三轴光纤陀螺的研究引起了国际上广泛的关注。

对于三轴光纤陀螺一体的惯性测量单元系统的结构既要保证整体的质量很小，同时又要保证结构的强度和刚度满足实际的需要，还要考虑安装各元、部件之后的惯性测量单元的整体质心与几何中心偏心度最小，对整体的温度控制布局也不容忽视。目前的三轴光纤陀螺惯性测量单元一体化结构不能同时满足上述要求。即现有技术存在如下缺点：整体质量大，在冲击、振动环境下动力学响应特性不好；整个惯性测量单元的质量中心相对于几何中心偏离度较大，严重影响系统的动态测量精度；安装过程的复杂性和各部件的布置影响惯性测量单元的温度场分布，不利于各部件的温度补偿与控制。

三轴光纤陀螺惯性测量单元的安装骨架对于整个系统来说是很重要的部件，现有的三轴光纤陀螺惯性测量单元的安装骨架是板墙式结构，质量较大，而且，在冲击振动环境下其动力学响应特性不好。各部件安装孔位布置使安装后的整个惯性测量单元整体质心与几何安装中心偏离度大，严重影响系统的动态测试精度。而且，各光纤陀螺与安装骨架的安装面全面接触，并且安装复杂，影响了惯性测量单元的温度场分布，不利于各部件的温度补偿与控制。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：在保证安装骨架刚度、强度的同时尽量减轻其重量；保证惯性测量单元质心与几何安装中心偏离度最小；保证惯性测量单元的温度场分布有利于各部件的温度补偿与控制；解决以上问题的同时考虑安装骨架的加工难度，降低加工成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：一种三轴光纤陀螺系统一体化的安装骨架，该安装骨架上设有多组安装孔，每组安装孔分别用于安装光纤陀螺、加速度计、光源、电路板、减振器。

所述的光纤陀螺有三个，互相空间正交安装在该安装骨架1外表面上，所述安装骨架1采用镂空六面体框架结构，对称布置各组安装孔，且在安装孔的定位端面上设有安装凸台。

所述多组安装孔包括三组光纤陀螺安装孔、三组加速度计安装孔、一组光源安装孔、两组电路板安装孔。

并且，第一组、第二组光纤陀螺安装孔201、202分别布置在安装骨架1相邻的两个侧面外侧，第三组光纤陀螺安装孔203布置在安装骨架1的底面外侧。

所述的一组电路板安装孔207对应布置在与其中第一组光纤陀螺安装孔201相对的安装骨架1的侧面外侧。

所述的光源安装孔206对应布置在与其中第二组光纤陀螺安装孔202相对的安装骨架1的侧面外侧。

所述的另一组电路板安装孔208对应布置在与其中第三组光纤陀螺安装孔203相对的安装骨架1的上面外侧。

所述的每一组加速度计安装孔分别对应布置在远离三组光纤陀螺安装孔的安装骨架1的内部，三组加速度计安装孔成相互空间正交布置，并靠近安装骨架1的几何中心。

所述安装骨架1还包括沿上面外侧有四个用于与外部连接的外部安装孔105，外部安装孔105通过安装支腿104与安装骨架1相连，外部安装孔105同时也是减振器安装孔。

所述安装骨架1还包括加强筋103。

所述安装支腿104和加强筋103采用有限元法计算机辅助设计技术进行尺寸和形状优化设计。

三组加速度计安装孔分别布置在三个加速度计安装槽204外面四周，三个加速度计安装槽204采用镂空结构。