一种基于本体结构的激光陀螺抖频控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于本体结构的激光陀螺抖频控制方法，属于惯性导航技术领域。

背景技术

目前业内生产的激光陀螺有多种不同的抖轮，对应多种不同的抖动频率。装配至本体上时，需要三种不同抖动频率的陀螺，以防止陀螺之间因频率接近而导致陀螺之间相互抖动耦合，影响陀螺精度。

陀螺抖动频率的更改需要对抖轮结构进行调整，目前只能通过人员拿锯条手工修改抖轮，边修边测量抖频，不仅产生大量金属粉末，污染环境，而且工作效率低下。

三种不同频率的陀螺装本体后测试，一旦某个陀螺发生故障需要更换，只能寻找同频率的陀螺更换。而恰好这个频率陀螺缺货时，其余频率的陀螺无法直接替换，只能通过修改其它频率的陀螺抖轮来改出同频率的陀螺，造成型号进度拖延。

现有技术的缺点：

(1)生产多种不同频率抖轮，无法统一陀螺结构，不利于规模化生产；

(2)陀螺装配至产品后，发生故障更换必须为同频率的陀螺，产品可维护性差；

(3)陀螺抖频修改需人工拿锯条修改，边修边测量抖频，不仅产生大量金属粉末，污染环境，而且工作效率低下。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服了现有技术的不足，提供一种基于本体结构的激光陀螺抖频控制方法，本发明通过设计不同尺寸的安装柱，实现在同一本体上同种抖频陀螺呈现三种不同的抖动频率，避免了陀螺之间的抖动耦合。

本发明的技术解决方案是：

本发明公开了一种基于本体结构的激光陀螺抖频控制方法，包括：

S1、构建本体结构模型；

S2、构建安装柱模型；

S3、将安装柱模型与本体结构模型组装，形成本体模型；

S4、将陀螺模型装配到本体模型上，进行仿真计算，得到陀螺模型的抖动模态频率；

S5、判断所述陀螺模型的抖动模态频率是否满足条件，若是，则进入步骤S6；若否，则调整安装柱模型参数，重复步骤S2～S4；

S6、根据所述本体结构模型和安装柱模型，形成本体结构测试件；

S7、将陀螺装配到所述本体结构测试件，测试陀螺的抖动频率；

S8、判断陀螺的抖动频率与陀螺模型的抖动模态频率的偏差是否在误差范围内，若是，则完成设计；若否，则重复步骤S2～S7。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述安装柱模型，包括四个形状相同的凸台，每个凸台中心设置安装螺纹孔，凸台截面为扇形，四个凸台同圆心均布；安装螺纹孔用于连接激光陀螺仪。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述凸台的外扇面弧长S1＝7～24mm，内扇面弧长S2＝3～6mm，扇面长度L＝4～11mm；凸台高度H＝8～10mm。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述本体结构模型，包括3个陀螺安装腔；其中，3个陀螺安装腔相互垂直连接构成腔体结构。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述3个安装柱模型分别设置在3个陀螺安装腔中；所述3个安装柱模型包括第一安装柱、第二安装柱和第三安装柱。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述将陀螺模型装配到本体模型上，进行仿真计算，得到陀螺模型的抖动模态频率，具体为：

设置仿真参数；

将陀螺模型安装在第一安装柱上，进行仿真，得到陀螺模型的第一抖动模态频率；

将陀螺模型从第一安装柱转移装配到第二安装柱上，进行仿真，得到陀螺模型的第二抖动模态频率；

将陀螺模型从第二安装柱转移装配到第三安装柱上，进行仿真，得到陀螺模型的第三抖动模态频率。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述判断所述陀螺模型的抖动模态频率是否满足条件，具体为：

若条件1或条件2或条件3成立，则为满足条件，否则为不满足条件，其中，

条件1：第一抖动模态频率与陀螺的标称抖动频率的误差值小于5Hz；

条件2：第二抖动模态频率小于陀螺的标称抖动频率50Hz以上；

条件3：第三抖动模态频率大于陀螺的标称抖动频率50Hz以上。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述将陀螺装配到所述本体结构测试件，测试陀螺的抖动频率，具体为：

将陀螺安装在第一安装柱上，进行测试，得到陀螺的第一抖动频率；

将陀螺从第一安装柱转移装配到第二安装柱上，进行测试，得到陀螺的第二抖动频率；

将陀螺从第二安装柱转移装配到第三安装柱上，进行测试，得到陀螺的第三抖动频率。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述判断陀螺的抖动频率与陀螺模型的抖动模态频率的偏差是否在误差范围内，具体为：

若条件11、条件12和条件13同时成立，则陀螺的抖动频率与陀螺模型的抖动模态频率的偏差在误差范围内，否则为不在误差范围内，其中，

条件11：陀螺的第一抖动频率与陀螺模型的第一抖动模态频率的偏差小于5Hz，

条件12：陀螺的第二抖动频率与陀螺模型的第二抖动模态频率的偏差小于5Hz，

条件13：陀螺的第三抖动频率与陀螺模型的第三抖动模态频率的偏差小于5Hz。

进一步地，在上述抖频控制方法中，所述调整安装柱模型参数，具体为：根据陀螺模型的抖动模态频率与陀螺的标称抖动频率之间的偏差情况，改动安装柱模型中凸台的外形结构参数。

本发明与现有技术的有益效果在于：

(1)本发明用于改变激光陀螺在本体上的抖动频率，针对三个同一种抖动频率的陀螺，通过改变本体相关的陀螺安装柱结构尺寸，岔开三个陀螺的抖动频率，避免三个陀螺之间的抖动耦合。

(2)本发明通过设计不同尺寸的安装柱，实现在同一本体上同种抖频陀螺呈现三种不同的抖动频率，避免了陀螺之间的抖动耦合。

(3)本发明不用考虑陀螺之间抖频的不同，维修产品时可对有故障的陀螺任意更换，解决了现有技术中必须考虑相同抖频的陀螺才能替换。

(4)本发明使得陀螺抖轮只有一种，方便大规模量产，解决了现有技术必须生产至少三种不同的抖动频率的陀螺，每种陀螺的生产按产品套数进行匹配，不利于投产。

附图说明

图1是本发明第一安装柱示意图；

图2是本发明第二安装柱示意图；

图3是本发明第三安装柱示意图；

图4是本发明安装柱尺寸示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

本发明公开了一种基于本体结构的激光陀螺抖频控制方法，包括：

S1、构建本体结构模型；

S2、构建安装柱模型；

S3、将安装柱模型与本体结构模型结合，形成本体模型；

S4、将陀螺模型装配到本体模型上，进行仿真计算，得到陀螺模型的抖动模态频率；

S5、判断陀螺模型的抖动模态频率是否满足条件，若是，则进入步骤S6；若否，则调整安装柱模型参数，重复步骤S2～S4；

S6、根据本体结构模型和安装柱模型，形成本体结构测试件；

S7、将陀螺装配到本体结构测试件，测试陀螺的抖动频率；

S8、判断陀螺的抖动频率与陀螺模型的抖动模态频率的偏差是否在误差范围内，若是，则完成设计；若否，则重复步骤S2～S7。

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

优选地，凸台的外扇面弧长S1＝7～24mm，内扇面弧长S2＝3～6mm，扇面长度L＝4～11mm；凸台高度H＝8～10mm。

优选地，本体结构模型，包括3个陀螺安装腔；其中，3个陀螺安装腔相互垂直连接构成腔体结构。

优选地，三个安装柱模型分别设置在三个陀螺安装腔中；三个安装柱模型包括第一安装柱、第二安装柱和第三安装柱。

优选地，将陀螺模型装配到本体模型上，进行仿真计算，得到陀螺模型的抖动模态频率，具体为：

设置仿真参数；

将陀螺模型安装在第一安装柱上；

执行仿真，得到陀螺模型的第一抖动模态频率；

将陀螺模型从第一安装柱转移装配到第二安装柱上；

执行仿真，得到陀螺模型的第二抖动模态频率；

将陀螺模型从第二安装柱转移装配到第三安装柱上；

执行仿真，得到陀螺模型的第三抖动模态频率。

优选地，判断陀螺模型的抖动模态频率是否满足条件，具体为：

若条件1或条件2或条件3成立，则为满足条件；其中，

条件1：第一抖动模态频率与标称抖动频率的误差值小于5Hz；

条件2：第二抖动模态频率小于标称抖动频率50Hz以上；

条件3：第三抖动模态频率大于标称抖动频率50Hz以上。

优选地，将陀螺装配到本体结构测试件，测试陀螺的抖动频率，具体为：

将陀螺安装在第一安装柱上，进行测试，得到陀螺的第一抖动频率；

将陀螺从第一安装柱转移装配到第二安装柱上，进行测试，得到陀螺的第二抖动频率；

将陀螺从第二安装柱转移装配到第三安装柱上，进行测试，得到陀螺的第三抖动频率。

优选地，判断陀螺的抖动频率与陀螺模型的抖动模态频率的偏差是否在误差范围内，具体为：

若陀螺的第一抖动频率与陀螺模型的第一抖动模态频率的偏差小于5Hz，且陀螺的第二抖动频率与陀螺模型的第二抖动模态频率的偏差小于5Hz，且陀螺的第三抖动频率与陀螺模型的第三抖动模态频率的偏差小于5Hz；则偏差在误差范围内，否则，则不在误差范围内。

优选地，调整安装柱模型参数，具体为：根据陀螺模型的抖动模态频率与陀螺的标称抖动频率之间的偏差情况，改动安装柱模型中凸台的外形结构参数。

本实施例中，陀螺测试抖频结果如表1所示。

表1某陀螺测试抖频结果

本实施例中，本体装配后，逐个对每只陀螺进行2h通电精度测试及本体整体2h通电精度测试，测试结果表明：该本体整体测试相比单陀螺测试，精度无损失。

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。