一种不同类型激光陀螺仪混装的本体组件

技术领域

本发明涉及一种不同类型激光陀螺仪混装的本体组件，属于惯性导航技术领域。

背景技术

激光惯导已成功应用于运载火箭、导弹、卫星、飞机、船舶以及其它民用领域，为运载火箭、导弹、卫星、飞机、船舶等提供角速度和视加速度信息，是其关键设备。惯组由重要仪表(陀螺、加表)、本体、箱体、减振器等组成，惯组重要仪表(陀螺和加表)安装在本体上，本体组件通过减振器安装在箱体上，本体组件设计的优劣极大影响激光惯导的导航精度。

近年来，由于多方面的原因，许多进口元器件的采购受到极大的影响，因此必须用国产化器件替代进口元器件，实现本体组件设计的全国产化，进而实现本体组件设计生产的独立自主可控。在国产化的基础上，进而实现本体组件的小型化、高精度。

现有技术的缺点：

1、按功能不同划分设计的电路板导致电路板种类较多，进而导致现有方案的本体组件设计装配复杂；

2、生产一套本体组件由于工艺性差，导致工时大大增加，效率低，耗时间；

3、大量使用进口器件，而进口器件难以稳定供货，导致本体组件生产难以继续；

4、工艺性差还导致本体组件生产合格率低，后期维护排故困难等问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种不同类型激光陀螺仪混装的本体组件，本发明兼具小型化，组装效率高，排故方便等优点。

本发明的技术解决方案是：

本发明公开了一种不同类型激光陀螺仪混装的本体组件，包括：本体结构件、90激光陀螺仪组件、50激光陀螺仪组件、石英挠性加速度计、减振器和采集电路；其中，

所述本体结构件，包括90陀螺安装腔、两个50陀螺安装腔、加表安装腔、减振器安装腔和安装柱；其中，90陀螺安装腔和两个50陀螺安装腔相互垂直连接构成腔体结构；加表安装腔位于所述腔体结构的中心；安装柱包括90陀螺安装柱和50陀螺安装柱；90陀螺安装柱位于90陀螺安装腔，50陀螺安装柱位于50陀螺安装腔内；

所述90激光陀螺仪组件通过90陀螺安装柱装配在90陀螺安装腔内，50激光陀螺仪组件通过50陀螺安装柱(12)装配在50陀螺安装腔内，石英挠性加速度计装配在加表安装腔内；减振器装配在减振器安装腔中；

采集电路用于采集90激光陀螺仪组件、50激光陀螺仪组件和石英挠性加速度计的输出信号，将输出信号传输到外部电路。

进一步地，在上述本体组件中，所述90激光陀螺仪组件，包括第一屏蔽罩、90激光陀螺仪、第一屏蔽盖、第一电路支撑板和90激光陀螺仪电路板；其中，90激光陀螺仪固定在第一屏蔽罩与第一屏蔽盖组成的屏蔽腔体中，第一电路支撑板位于第一屏蔽盖上方，与90陀螺安装腔连接，起支撑作用；90激光陀螺仪电路板固定在第一电路支撑板外表面，用于采集90激光陀螺仪的输出信号。

进一步地，在上述本体组件中，所述50激光陀螺仪组件，包括第二屏蔽罩、50激光陀螺仪、第二屏蔽盖、第二电路支撑板和50激光陀螺仪电路板；其中，50激光陀螺仪固定在第二屏蔽罩与第二屏蔽盖组成的屏蔽腔体中，第二电路支撑板位于第二屏蔽盖上方，与50陀螺安装腔连接，起支撑作用；50激光陀螺仪电路板固定在第二电路支撑板外表面，用于采集50激光陀螺仪的输出信号。

进一步地，在上述本体组件中，所述石英挠性加速度计，包括三个加速度计，安装位置相互正交，用于检测载体加速度。

进一步地，在上述本体组件中，所述采集电路，包括第一采集电路、第二采集电路和柔性电缆；其中，第一采集电路通过柔性电缆与第二采集电路连接；所述柔性电缆为弯折90°安装在本体结构件表面。

进一步地，在上述本体组件中，所述减振器，包括减振部、第一固定件和第二固定件；其中，第一固定件位于减振部中心，与减振部固定连接后，位于第二固定件中心，减振部与第二固定件固定连接。

进一步地，在上述本体组件中，所述减振器安装腔，包括安装体，安装体为平板结构，平板结构上设置减振部通孔和两个位于减振部通孔两侧的安装孔；减振部位于减振部通孔内，减振部与减振部通孔内壁存在间隙；第二固定件通过安装孔与安装体连接；四个减振器安装腔分别位于所述腔体结构中部截面的四个顶点位置。

进一步地，在上述本体组件中，所述加表安装腔，为立方体腔体结构，立方体腔体结构的三个平面结构相同，分别设置加表安装通孔和三个加表安装孔；石英挠性加速度计位于加表安装通孔内，通过三个加表安装孔固定连接在立方体腔体结构的平面上。

进一步地，在上述本体组件中，所述90陀螺安装柱，包括四个形状相同的凸台，每个凸台中心设置第一安装螺纹孔，凸台截面为扇形，四个凸台同圆心均布；第一安装螺纹孔用于连接90激光陀螺仪。

进一步地，在上述本体组件中，所述50陀螺安装柱，包括三个形状相同的凸台安装件，所述凸台安装件包括第一部件和第二部件体，第一部件为圆柱体，两个第二部件对称位于第一部件的两侧；三个凸台安装件同圆心均布；凸台安装件中间设置第二安装螺纹孔；第二安装螺纹孔用于连接50激光陀螺仪。

进一步地，在上述本体组件中，所述本体结构件为铝合金材料一体成型加工而成。

本发明相对于现有技术的有益效果：

(1)本发明本体组件的结构布局设计：通过经过结构加强、质心配平及仿真计算等专业设计，实现了本体组件的优化设计，保证了三只陀螺的高精度水平。

(2)本发明本体组件内部线缆的布局设计：通过优化陀螺安装腔内的陀螺引出线布局，保证了线与线之间、线与腔壁之间不发生磨损，信号之间互不干扰；线与激光陀螺之间不发生拉扯，提高了激光陀螺的抖动效率；激光陀螺信号输出稳定，提高了激光陀螺的精度。

(3)本发明本体组件相关的电路设计：通过将陀螺高压、低压、抖动、稳频、前放、测温等多个功能集成为一块电路后大大减少了电路板的数量，简化了本体结构。

(4)本发明本体组件的测试工装、设备：为本体组件的测试提供稳定良好的静态环境。

(5)本发明兼具小型化，高精度，工艺性好，组装效率高，排故方便等优点。

附图说明

图1是本发明90型和50型激光陀螺仪混装的本体组件左斜视图；

图2是本发明90型和50型激光陀螺仪混装的本体组件右斜视图；

图3是本发明本体结构件示意图；

图4是本发明加表安装腔示意图；

图5是本发明90型和50型激光陀螺仪安装分解视图；

图6是本发明50型激光陀螺仪安装柱示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明专利做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明公开了一种不同类型激光陀螺仪混装的本体组件，包括：本体结构件1、90激光陀螺仪组件2、50激光陀螺仪组件3、石英挠性加速度计4、减振器5和采集电路6；其中，

如图3所示，本体结构件1，包括90陀螺安装腔7、两个50陀螺安装腔8、加表安装腔9、减振器安装腔10和安装柱；其中，90陀螺安装腔7和两个50陀螺安装腔8相互垂直连接构成腔体结构；加表安装腔9位于腔体结构的中心；安装柱包括90陀螺安装柱11和50陀螺安装柱12；90陀螺安装柱11位于90陀螺安装腔7，50陀螺安装柱12位于50陀螺安装腔8内；

90激光陀螺仪组件2通过90陀螺安装柱11装配在90陀螺安装腔7内，50激光陀螺仪组件3通过50陀螺安装柱12装配在50陀螺安装腔8内，石英挠性加速度计4位于加表安装腔9内；减振器5位于减振器安装腔10中；

采集电路用于采集90激光陀螺仪组件2、50激光陀螺仪组件3和石英挠性加速度计4的输出信号，将输出信号传输到外部电路。

优选地，如图5所示，90激光陀螺仪组件，包括第一屏蔽罩21、90激光陀螺仪22、第一屏蔽盖23、第一电路支撑板24和90激光陀螺仪电路板25；其中，90激光陀螺仪22固定在第一屏蔽罩21与第一屏蔽盖23组成的屏蔽腔体中，第一电路支撑板24位于第一屏蔽盖23上方，与90陀螺安装腔7连接，起支撑作用；90激光陀螺仪电路板25固定在第一电路支撑板24外表面，用于采集90激光陀螺仪22的输出信号。

优选地，50激光陀螺仪组件，包括第二屏蔽罩31、50激光陀螺仪32、第二屏蔽盖33、第二电路支撑板34和50激光陀螺仪电路板35；其中，50激光陀螺仪32固定在第二屏蔽罩31与第二屏蔽盖33组成的屏蔽腔体中，第二电路支撑板34位于第二屏蔽盖33上方，与50陀螺安装腔8连接，起支撑作用；50激光陀螺仪电路板35固定在第二电路支撑板34外表面，用于采集50激光陀螺仪32的输出信号。

优选地，石英挠性加速度计，包括三个加速度计，安装位置相互正交，用于检测载体加速度。

优选地，采集电路，包括第一采集电路61、第二采集电路62和柔性电缆63；其中，第一采集电路通过柔性电缆与第二采集电路连接；柔性电缆为弯折90°安装在本体结构件表面。

优选地，如图5所示，减振器，包括减振部51、第一固定件52和第二固定件53；其中，第一固定件位于减振部中心，与减振部固定连接后，位于第二固定件中心，减振部与第二固定件固定连接。

优选地，如图4所示，减振器安装腔10，包括安装体101，安装体为平板结构，平板结构上设置减振部通孔102和两个位于减振部通孔两侧的安装孔103；减振部位于减振部通孔内，减振部与减振部通孔内壁存在间隙；第二固定件通过安装孔与安装体连接；四个减振器安装腔10分别位于腔体结构中部截面的四个顶点位置。

优选地，加表安装腔9，为立方体腔体结构，立方体腔体结构的三个平面结构相同，分别设置加表安装通孔和三个加表安装孔；石英挠性加速度计位于加表安装通孔内，通过三个加表安装孔固定连接在立方体腔体结构的平面上。

优选地，90陀螺安装柱11，包括四个形状相同的凸台，每个凸台中心设置第一安装螺纹孔，凸台截面为扇形，四个凸台同圆心均布；第一安装螺纹孔用于连接90激光陀螺仪。

优选地，如图6所示，50陀螺安装柱12，包括三个形状相同的凸台安装件，凸台安装件包括第一部件121和第二部件体122，第一部件为圆柱体，两个第二部件对称位于第一部件的两侧；三个凸台安装件同圆心均布；凸台安装件中间设置第二安装螺纹孔；第二安装螺纹孔用于连接50激光陀螺仪。

优选地，本体结构件为铝合金材料一体成型加工而成。

实施例

本发明设计的本体组件结构包括：本体、90激光陀螺仪1个，50激光陀螺仪2个，3个石英挠性加速度计，90一体化陀螺电路1个，50一体化陀螺电路2个，采集板1个，减振器4个，配重一个，其余电缆、压线夹、螺钉等材料若干。

本体结构件为铝合金材料直接机加而成，相比铸造铝合金再机加不仅大大节约了时间，还避免了铸造过程中有可能出现的材料缺陷。本体结构件设计还综合考虑了结构件强度、安装精度、陀螺安装后抖动效率、减重、加工工艺、后期本体组件装配工艺简洁方便等因素。此外，针对小型化本体结构容易出现的结构强度刚度、低抖动效率及热问题，进行了大量有限元分析及设计工作，使整个本体结构有较好的力、热特性。

本体结构件上有三面腔体，腔体内安装柱平面两两相互正交，用来安装90激光陀螺和两个50激光陀螺；另有三个圆柱形孔洞，孔洞安装面两两相互正交，用来安装3个石英挠性加速度计。

90一体化陀螺电路安装在90激光陀螺正上方，陀螺与电路之间用隔板隔开。50一体化陀螺电路一个安装在50激光陀螺正上方，陀螺与电路之间用隔板隔开；另一个50一体化陀螺电路安装在50激光陀螺侧面。

采集板的结构为两块电路用柔性电缆连接，弯折90°安装在本体结构件表面。

4个减振器采用中间平面四点的方式安装，方便放入外箱体框架中转动。

90/50激光陀螺仪本体组件装配后，考虑其的质心与减振器的弹性中心重合，通过仿真计算增加配重对本体质心进行了配平。

90/50激光陀螺仪本体组件装配后的结构如下图1所示。

激光陀螺安装在本体结构件上的腔体内，激光陀螺引出线在腔体内的布局是一个影响激光陀螺抖动效率及精度的关键因素。

通过在本体结构件腔体侧壁上粘贴焊线片，将激光陀螺的引出线整齐引出到焊线片上。使高压线和低压线分开，易受干扰的信号线与其它线分开，对激光陀螺的安装腔体内走线进行了全新的布局。保证了线与线之间、线与腔壁之间不发生磨损，信号之间互不干扰；线与激光陀螺之间不发生拉扯，提高了激光陀螺的抖动效率；激光陀螺信号输出稳定，提高了激光陀螺的精度。

陀螺一体化电路集成了陀螺高压、低压、抖动、稳频、前放、测温等多个功能，功能集成为一块电路后大大减少了电路板的数量，简化了本体结构，大量采用电连接器对接设计，减少了电装焊线负担，提高了本体组件的装配效率。

上电后，激光陀螺输出信号经过其对应的一体化电路处理后传输给采集电路，石英挠性加速度计输出信号直接传输给采集电路，采集电路再将这些信号处理后输出给外部计算机电路。

90/50激光陀螺仪本体组件装配后需要进行静态稳定性测试，用来考核组件装配后激光陀螺的通电精度。用于测试本体组件的工装是影响激光陀螺通电精度的一个很重要因素。工装需要做的沉重可靠，拆装方便，接线方便，搬动方便。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。