[發明專利]一種電磁驅動式激光陀螺抖動機構

有效

• 申請號: 201210328592.0
• 申請日: 2012-09-07
• 公開（公告）號: CN103674003A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 張明輝;王京獻
• 申請（專利權）人: 中國航空工業第六一八研究所
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明屬于激光陀螺技術，涉及一種電磁驅動式激光陀螺抖動機構。

背景技術

激光陀螺作為一種測量慣性轉動的裝置，廣泛應用于航空、航天、航海等各類慣性導航系統。在陀螺安裝載體轉動速度較低時，激光陀螺輸出偏頻信號幾乎為零，而不再與載體轉速成比例，稱為閉鎖現象。閉鎖現象是激光陀螺的共性問題，嚴重影響激光陀螺的比例因子線性度，在其實際應用過程中必須克服。激光陀螺通常利用塞曼效應、法拉第效應以及機械抖動等方式克服激光陀螺閉鎖效應。

對于目前應用最廣泛的機械抖動偏頻方式激光陀螺，通常采用在激光陀螺腔中心孔或者腔體上下兩側安裝抖動機構，對抖動機構上粘貼的壓電陶瓷施加交變激勵，使抖動機構帶動激光陀螺諧振腔產生圓周方向振動克服閉鎖效應。雖然抖動機構均由低熱膨脹系數合金加工而成，但其膨脹系數仍大于激光陀螺腔體材料熱膨脹系數，因此在激光陀螺工作環境溫度變化時，抖動機構不可避免對腔體施加作用力，進而導致激光陀螺環境適應能力變差。抖動機構尺寸越大、溫度變化范圍越大兩者間因熱膨脹系數不匹配產生的應力越大。而且將抖動機構安裝在激光諧振腔上下兩側，增加了激光陀螺的尺寸，降低了激光陀螺抗振動沖擊能力，限制激光陀螺的應用領域。

發明內容

為了減小抖動機構與激光陀螺腔體材料熱膨脹系數不匹配產生的應力，提高抖動激光陀螺環境適應性，本發明提供了一種體積小、環境適應性強、可靠性高的電磁驅動式抖動機構。

本發明的技術方案是：一種電磁驅動式激光陀螺抖動機構，其包括激光陀螺腔體、線圈支架、線圈、勵磁裝置和勵磁裝置安裝座，其中，線圈設置在線圈支架上，勵磁裝置設置在勵磁裝置安裝座上，所述線圈位于勵磁裝置的空氣間隙內，且二者同軸裝配，另外，線圈支架或者勵磁裝置安裝座位于激光陀螺腔體的側壁。

所述勵磁裝置由永磁體、導磁柱、導磁杯構成，導磁杯中心加工圓形盲孔，圓柱形永磁體一個端面裝配于導磁杯盲孔底部，圓柱形導磁柱裝配于永磁體另一端面，且永磁體、導磁柱、導磁杯盲孔三者同軸。

安裝在激光陀螺腔體側壁上的線圈支架或者勵磁裝置安裝座材料與激光陀螺腔體材料一致。

激光陀螺腔體通過中心支柱固定在激光陀螺外殼上，且中心支柱端面與其所安裝的激光陀螺腔體頂面平齊。

所述中心支柱材料為低膨脹系數合金。

驅動方式為動鐵式時，勵磁裝置與勵磁裝置安裝座裝配后固定于激光陀螺腔體側壁，線圈和線圈支架安裝在激光陀螺外殼上。

驅動方式為動圈式時，線圈與線圈支架裝配后固定于激光陀螺腔體側壁，勵磁裝置與勵磁裝置安裝座安裝在激光陀螺殼體上。

工作磁場為直流磁場，勵磁方式為永磁體勵磁或螺線管中通過直流電流勵磁。

本發明產生的技術效果：本發明勵磁裝置或者線圈通過陀螺腔體材料加工的安裝基座與激光陀螺腔體側壁固定，通過非接觸方式對陀螺腔體施加驅動交變切向力，減小了料熱膨脹系數不匹配產生應力對激光陀螺諧振腔的影響。抖動機構安裝于陀螺腔體外部，不會導致陀螺尺寸特別是高度增加；腔體中心僅安裝用于固定陀螺的中心圓柱，腔體中心開孔尺寸小，特別適合應用于小型機械抖動激光陀螺。陀螺腔體中心孔徑向尺寸和中心支柱直徑減小，兩種材料之間因熱膨脹系數不一致產生的作用力也相應減小，在變溫環境下陀螺諧振腔工作更穩定，提高了激光陀螺的環境適應性。

附圖說明

圖1是本發明電磁驅動式激光陀螺抖動機構的零件分解圖，其中，1-激光陀螺腔體，2-線圈支架，3-線圈，4-導磁柱，5-永磁體，6-導磁杯，7-勵磁裝置安裝座，8-腔體中心孔，9-中心支柱，10-勵磁裝置。

圖2是本發明電磁驅動式激光陀螺抖動機構裝配的俯視圖，其中，1-激光陀螺腔體，2-線圈支架，6-導磁杯，7-勵磁裝置安裝座，9-中心支柱。圖3是圖2的A-A剖視圖，其中，2-線圈支架，3-線圈，4-導磁柱，5-永磁體，6-導磁杯，7-勵磁裝置安裝座。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明：