[发明专利]一种定位定向仪光纤捷联惯性测量单元基座

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位定向仪光纤捷联惯性测量单元基座，该基座决定了安装在其上的零件的坐标关系，属于煤炭行业瓦斯抽采孔钻机定位定向仪技术领域。

背景技术

对于瓦斯矿井，必须先抽采瓦斯再采煤。这就要求在井下施工大量的瓦斯抽采孔，为保证高的瓦斯抽采率，要求施工钻机按照预先设计的方位角与俯仰角进行打孔作业。这样就必须测量钻机的姿态信息，以保证钻机姿态最终调整到预先设计的方位角与俯仰角。目前，公知的井下钻机方位角、俯仰角的确定是靠人工测量的方式来完成，其借助于巷道本身的方位角，通过人工投影与几何测量的方法来确定井下钻机的姿态信息。这种人工测量的方法缺点明显：耗费大量人力、测量时间长、测量误差大，难以满足快速精确测量的实际要求。

基于捷联惯性技术的定位定向仪特点是不需要任何外界信息仅靠仪器自身可以自动测量载体的姿态角，可以很好地适用于煤炭矿井行业。但是在设计捷联惯性单元时，需使其坐标基准必须能从其组件（陀螺仪和加速度计）有效的传递到仪器外部。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，克服人工测量方法的不足，提出一种定位定向仪光纤捷联惯性测量单元基座，为三轴加速度计组和和三轴光纤陀螺组合提供精确的坐标基准，为高精度的姿态解算提供了结构基础。

一种定位定向仪光纤捷联惯性测量单元基座，基座为开口的长方箱型结构，包括底板、侧壁、安装爪；

侧壁环绕固定在底板四周，底板固定连接四个安装爪；

侧壁外部四周加工有用于固定惯性测量单元外壳的螺钉孔；

四个安装爪与底板一起构成了整个惯性测量单元的底板安装面；

底板尾部外侧设有两个侧向底板基准面，底板安装面与底板基准面共同实现了测量单元正交坐标系向定位定向仪外部安装面的基准传递；

基座前侧的底板上设有三轴加速度计组合水平基准，用于固定三轴加速度计组合的水平基准面，后侧和中端的底板上设有三轴光纤陀螺组合水平基准，用于固定三轴光纤陀螺组合的水平基准面；

基座前侧壁设有三轴加速度计组合垂直基准，用于三轴加速度计组合的定向，后侧壁上设有三轴光纤陀螺组合垂直基准，用于三轴光纤陀螺组合的定向。

本发明的优点在于：

本发明所述基座的结构，加工工艺简单、重量轻、强度高，可方便的实现定位定向仪惯性测量单元的模块化设计，具有成本低、装配和维修性好、可实现整体密封的优势，尤其适用于井下等恶劣环境的应用。

附图说明

图1惯性测量单元基座三维轴视图——（自上方投视）；

图2惯性测量单元基座俯视图；

图3惯性测量单元基座仰视图；

图4惯性测量单元基座三维轴视图——（自下方投视）；

图5惯性测量单元外壳。

图中：

1底板                     2侧壁                     3安装爪

4底板安装面               5底板基准面               6三轴加速度计组合水平基准

7三轴光纤陀螺组合水平基准  8三轴加速度计组合垂直基准  9三轴光纤陀螺组合垂直基准

10螺钉孔

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种定位定向仪光纤捷联惯性测量单元基座，基座为开口的长方箱型结构，如图1、图2、图3、图4所示，包括底板1、侧壁2、安装爪3；

侧壁2环绕固定在底板1四周，底板1固定连接四个安装爪3；

侧壁2具有一定高度，可以提高整个基座的刚度，侧壁2外部四周加工有用于固定惯性测量单元外壳（如图5所示）的螺钉孔10，和外壳装配后可以实现对整个测量单元的密封。

四个安装爪3底部经过精加工，与底板1一起构成了整个惯性测量单元的底板安装面4；

底板1尾部外侧设有两个侧向底板基准面5，底板安装面4与底板基准面5共同实现了测量单元正交坐标系向定位定向仪外部安装面的基准传递。

基座前侧的底板1上设有三轴加速度计组合水平基准6，用于固定三轴加速度计组合的水平基准面，后侧和中端的底板1上设有三轴光纤陀螺组合水平基准7，用于固定三轴光纤陀螺组合的水平基准面；

基座前侧壁2设有三轴加速度计组合垂直基准8，用于三轴加速度计组合的定向，后侧壁2上设有三轴光纤陀螺组合垂直基准9，用于三轴光纤陀螺组合的定向；

水平基准面和垂直基准面保证了三轴加速度计组合和三轴光纤陀螺组合安装后具有一致的三轴正交测量坐标系。