[发明专利]一种电磁驱动式激光陀螺抖动机构

说明书

技术领域

本发明属于激光陀螺技术，涉及一种电磁驱动式激光陀螺抖动机构。

背景技术

激光陀螺作为一种测量惯性转动的装置，广泛应用于航空、航天、航海等各类惯性导航系统。在陀螺安装载体转动速度较低时，激光陀螺输出偏频信号几乎为零，而不再与载体转速成比例，称为闭锁现象。闭锁现象是激光陀螺的共性问题，严重影响激光陀螺的比例因子线性度，在其实际应用过程中必须克服。激光陀螺通常利用塞曼效应、法拉第效应以及机械抖动等方式克服激光陀螺闭锁效应。

对于目前应用最广泛的机械抖动偏频方式激光陀螺，通常采用在激光陀螺腔中心孔或者腔体上下两侧安装抖动机构，对抖动机构上粘贴的压电陶瓷施加交变激励，使抖动机构带动激光陀螺谐振腔产生圆周方向振动克服闭锁效应。虽然抖动机构均由低热膨胀系数合金加工而成，但其膨胀系数仍大于激光陀螺腔体材料热膨胀系数，因此在激光陀螺工作环境温度变化时，抖动机构不可避免对腔体施加作用力，进而导致激光陀螺环境适应能力变差。抖动机构尺寸越大、温度变化范围越大两者间因热膨胀系数不匹配产生的应力越大。而且将抖动机构安装在激光谐振腔上下两侧，增加了激光陀螺的尺寸，降低了激光陀螺抗振动冲击能力，限制激光陀螺的应用领域。

发明内容

为了减小抖动机构与激光陀螺腔体材料热膨胀系数不匹配产生的应力，提高抖动激光陀螺环境适应性，本发明提供了一种体积小、环境适应性强、可靠性高的电磁驱动式抖动机构。

本发明的技术方案是：一种电磁驱动式激光陀螺抖动机构，其包括激光陀螺腔体、线圈支架、线圈、励磁装置和励磁装置安装座，其中，线圈设置在线圈支架上，励磁装置设置在励磁装置安装座上，所述线圈位于励磁装置的空气间隙内，且二者同轴装配，另外，线圈支架或者励磁装置安装座位于激光陀螺腔体的侧壁。

所述励磁装置由永磁体、导磁柱、导磁杯构成，导磁杯中心加工圆形盲孔，圆柱形永磁体一个端面装配于导磁杯盲孔底部，圆柱形导磁柱装配于永磁体另一端面，且永磁体、导磁柱、导磁杯盲孔三者同轴。

安装在激光陀螺腔体侧壁上的线圈支架或者励磁装置安装座材料与激光陀螺腔体材料一致。

激光陀螺腔体通过中心支柱固定在激光陀螺外壳上，且中心支柱端面与其所安装的激光陀螺腔体顶面平齐。

所述中心支柱材料为低膨胀系数合金。

驱动方式为动铁式时，励磁装置与励磁装置安装座装配后固定于激光陀螺腔体侧壁，线圈和线圈支架安装在激光陀螺外壳上。

驱动方式为动圈式时，线圈与线圈支架装配后固定于激光陀螺腔体侧壁，励磁装置与励磁装置安装座安装在激光陀螺壳体上。

工作磁场为直流磁场，励磁方式为永磁体励磁或螺线管中通过直流电流励磁。

本发明产生的技术效果：本发明励磁装置或者线圈通过陀螺腔体材料加工的安装基座与激光陀螺腔体侧壁固定，通过非接触方式对陀螺腔体施加驱动交变切向力，减小了料热膨胀系数不匹配产生应力对激光陀螺谐振腔的影响。抖动机构安装于陀螺腔体外部，不会导致陀螺尺寸特别是高度增加；腔体中心仅安装用于固定陀螺的中心圆柱，腔体中心开孔尺寸小，特别适合应用于小型机械抖动激光陀螺。陀螺腔体中心孔径向尺寸和中心支柱直径减小，两种材料之间因热膨胀系数不一致产生的作用力也相应减小，在变温环境下陀螺谐振腔工作更稳定，提高了激光陀螺的环境适应性。

附图说明

图1是本发明电磁驱动式激光陀螺抖动机构的零件分解图，其中，1-激光陀螺腔体，2-线圈支架，3-线圈，4-导磁柱，5-永磁体，6-导磁杯，7-励磁装置安装座，8-腔体中心孔，9-中心支柱，10-励磁装置。

图2是本发明电磁驱动式激光陀螺抖动机构装配的俯视图，其中，1-激光陀螺腔体，2-线圈支架，6-导磁杯，7-励磁装置安装座，9-中心支柱。图3是图2的A-A剖视图，其中，2-线圈支架，3-线圈，4-导磁柱，5-永磁体，6-导磁杯，7-励磁装置安装座。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：