[发明专利]无轴自标定捷联惯测组合装置

说明书

技术领域

本发明涉及飞行器捷联惯性测量技术领域，具体涉及一种小型化无轴自标定捷联惯测组合装置。

背景技术

短程飞行器系统一般使用惯性测量组合(简称惯组)进行导航，它是飞行器控制系统的核心。惯性测量组合是将惯性器件(加速度计和陀螺仪)直接安装在载体上，通过测量飞行器姿态和位置信息完成制导与导航任务的系统。

传统的捷联式惯测组合直接固定安装在飞行器舱段中，由于内部器件参数的变化以及应力释放，会导致整个惯组参数随时间不断变化。为了保证其使用精度，必须采用定期循环测试方案，先从飞行器上拆卸，在地面标定转台上完成标定测试后再安装在飞行器上，即经历从飞行器上拆卸—标定—安装的测试过程。而该周期较短，一般3～6个月就需测试一次。在大批量装备部队的情况下，往往最后一套产品测试完，第一套产品又将过期，频繁的标定使部队疲于应付，并且操作繁琐、工作量大、维护成本高，且反复拆装还会影响飞行器制导精度。

为解决惯组拆卸标定的难题，目前已存在单轴自标定和双轴自标定两种技术解决方案，其中单轴自标定方案可绕一个坐标轴转动标定出惯组部分关键参数，具有体积小、重量轻、简单可靠和成本低等优点，便于用在弹径较小的飞行器上使用。缺点为无法标定出全部惯组参数，未标定的惯组参数漂移同样会影响制导精度。双轴自标定方案可通过绕内框、外框两个正交轴系转动标定出惯组全部参数，但由于存在体积大、结构复杂、可靠性差和成本高等缺点，只能在部分大弹径飞行器上应用，严重制约了自标定技术在全型号飞行器系统推广应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种小型化无轴自标定捷联惯测组合装置，其目的在于，实现全部惯组参数的免拆卸自标定，并且结构紧凑、体积小。

一种自标定捷联惯测组合装置，包括惯性测量组合，还包括：

法兰，用于惯性测量组合与飞行器舱段之间的连接，其前后端面设有圆环形轨道，前端面圆形轨道侧面设有内齿圈；

轴承，安装于法兰的前后圆环形轨道上；

轴向转位机构，其固定端安装于轴承上，驱动端与法兰上的法兰内齿圈啮合，用于驱动轴承绕法兰轴向转动从而使得惯性测量组合跟随绕法兰轴向转动；

径向转位机构，安放于锁紧机构上，用于驱动惯性测量组合绕法兰径向转动；

锁紧机构，包括上锁紧单元和下锁紧单元，分别用于将惯性测量组合与法兰的上端和下端锁紧和解锁；

所述上锁紧单元包括上限位框、上锁紧基座、纵向导向销、锁紧电机、齿轮副、蜗轮螺杆、蜗杆、压紧块；上锁紧基座固定于与惯性测量组合上表面，锁紧电机安装于上锁紧基座上，锁紧电机的输出轴连接齿轮副的主动轮，齿轮副的从动轮安装于蜗杆端面，蜗杆与蜗轮螺杆的蜗轮啮合连接，蜗轮螺杆的螺杆旋入压紧块；上锁紧基座上设有纵向导向销，纵向导向销与压紧块底部接触，压紧块的外端面装配在上限位框中，上限位框固定于轴承上部；

所述下锁紧单元包括动齿盘、定齿盘、锁紧齿盘、下锁紧基座、下齿盘和下限位框；动齿盘固定于与惯性测量组合下表面并连接径向转位机构，定齿盘固定于下锁紧基座上表面，锁紧齿盘固定于下锁紧基座下表面，下锁紧基座位于下限位框内，下限位框固定于轴承下部，法兰底部设有下齿盘，下齿盘正对锁紧齿盘。

进一步地，所述轴向转位机构包括轴向转位电机和齿轮，轴向转位电机安装于轴承上，轴向转位电机的输出轴连接齿轮的中心孔，齿轮与法兰上的法兰内齿圈啮合，轴向转位电机通过齿轮驱动轴承绕法兰轴向0～360度转动。

进一步地，所述径向转位机构包括径向转位电机、径向转位蜗杆、径向转位蜗轮、齿轮轴、齿轮盘和动齿盘限位挡块；径向转位电机安装于下锁紧基座上，其输出轴连接径向转位蜗杆的一端，径向转位蜗杆的另一端连接径向转位蜗轮，径向转位蜗轮连接齿轮轴的下端，齿轮轴的顶部齿轮与齿轮盘啮合，齿轮盘与所述动齿盘固定连接，动齿盘限位挡块固定安装在动齿盘底部轴端面上。

进一步地，所述轴承采用密珠轴承。

本发明的有益效果在于：

本发明通过上下两级双锁紧单元设计，确保飞行过程可靠捷联，提高惯测组合在恶劣力学环境下的输出精度。通过无框架轴系转动设计，大幅缩小产品结构尺寸。本发明通过绕法兰轴向和径向两正交方向转动的自由度，可以标定出全部惯组参数，并在实现现有双轴自标定技术全部功能的基础上大幅缩小产品尺寸，体积与单轴自标定惯组及同等精度普通捷联惯组大小相当。可满足现有绝大多数飞行器控制舱惯组安装空间要求，便于推广自标定技术应用，同时具备更良好的散热、走线和控制方案。