[发明专利]高精度半球动压马达动力调谐陀螺仪

说明书

技术领域

本发明涉及动压马达动力调谐陀螺仪领域，特别是一种高精度半球动压马达动力调谐陀螺仪。 

背景技术

当前，国内作为角速率敏感器的惯性元件主要有以下几种：1)静电陀螺，试验室样机精度已达到优于0.0001°/h的水平，但其工程应用仍处于探索阶段；2)液浮陀螺，精度已达到优于0.001°/h的水平，广泛应用于舰船导航，战略导弹制导；3)激光陀螺，精度已达到优于0.003°/h的水平，应用于飞机、导弹导航与制导；4)光纤陀螺，精度已达到优于0.01°/h的水平，但只有0.1°/h的应用于战术导弹。从以上的分析看出，目前国内精度优于0.001°/h的陀螺种类很少。在优于0.001°/h的陀螺种类中，静电陀螺、液浮陀螺制造成本高，其快速反应能力较差，启动后需要稳定十几个小时，甚至几十个小时才能正常工作。 

现今，动力调谐陀螺仪的设计和制造已经进入成熟阶段。动力调谐陀螺仪具有结构简单、制造成本低、体积小等突出优点。国内动力调谐陀螺仪电机普遍采用滚珠轴承，滚珠轴承带来的振动是造成动力调谐陀螺仪精度误差的主要来源之一，滚珠轴承的特性使得动力调谐陀螺仪的精度普遍限定在0.01°/h左右。因此，发明一种精度优于0.001°/h，并且具有体积小、启动快、成本低、寿命长等特点的动压马达动力调谐陀螺仪，对于提升我国惯性元件的基础实力具有现实意义。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够实现对旋转角速率的精确测量，可应用于长时间、高精度导航要求的现代惯性导航系统的高精度半球动压马达动力调谐陀螺仪。 

本发明的目的是通过以下技术手段实现的： 

一种高精度半球动压马达动力调谐陀螺仪，其总体结构包括永磁电机、差动式电感传感器、动铁式双轴力矩器和多平衡环接头，永磁电机安装在底座上，陀螺转子组件通过多平衡环接头安装在永磁电机轴上，底座将陀螺转子组件和电机分隔于两侧，差动式电感传感器和动铁式双轴力矩器依次安装在陀螺转子组件同侧的底座上，其特征在于：永磁电机采用半球型动压气体轴承。 

而且，所述的永磁电机由半球型动压气体轴承、定子、转子、永磁体、外导磁环和内导磁环组成，半球型动压气体轴承由半球、球碗、轴和螺母等组成，两个半球对称设置于球碗内并套装在轴上，半球与球碗之间具有微间隙，球碗和定子通过螺钉固定在陀螺仪的底座上。 

而且，所述的电机定子组件外围覆盖特殊材料薄层，该薄层材料为特种塑料或者精密陶瓷或者氧化锆。 

而且，所述的永磁电机在外导磁环外侧套装一磁滞环片和一磁滞定子组件，该磁滞环片和磁滞定子组件间具有微间隙。 

而且，所述的差动式电感传感器由导磁环、传感器定子组件以及安装底板组成，定子组件由四个磁芯、八个线圈组合件及一块接线板组成，磁芯采用U型结构，直接安装到安装底板上所制的安装槽内，安装底板通过螺钉固定在陀螺仪底座上，安装底板和传感器接线板与陀螺仪底座、球碗之间留有空隙。 

而且，所述的动铁式双轴力矩器由永磁辐射环组件及力矩器定子组件组成，永磁辐射环组件由永磁辐射环及热磁补偿片组成，力矩器定子组件主要由陶瓷骨架及四个在陶瓷骨架圆周上均布的线圈组成，同一轴上两个线圈反接串联，力矩器定子组件外围覆盖特殊材料薄层，该薄层材料为特种塑料或者精密陶瓷或者氧化锆。 

而且，所述的陀螺转子组件和永磁电机转子外侧分别套装一组陀螺转子组件整流件和电机转子整流件，该陀螺转子组件整流件通过支架安装在底座上或者直接安装在底座上；电机转子整流件通过螺钉固定在底座上或者直接安装到底座上；整流件和支架在圆周上留有用作气体温度交换的通气孔；整流件材料采用1J12、1J50、1J79软磁材料。 

而且，所述的陀螺转子组件和永磁电机转子外侧分别套装一组陀螺转子侧温控件和电机转子侧温控件。 

而且，所述的陀螺转子侧温控件的加热丝缠绕在陀螺转子组件整流件上，热敏电阻安装在力矩器定子上；电机转子侧温控件的加热丝缠绕在电机转子整流件或者底座上，热敏电阻均安装在电机定子上。 

而且，所述的底座上安装外罩。 

本发明的优点和积极效果是：