[發明專利]一種定位定向儀光纖捷聯慣性測量單元基座

無效

• 申請號: 201310556974.3
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103575275A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 章博;高爽;林鐵;王小龍;張春熹;王繼礦;李先慕;王璐
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C19/72
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文穎

技術領域

本發明涉及一種定位定向儀光纖捷聯慣性測量單元基座，該基座決定了安裝在其上的零件的坐標關系，屬于煤炭行業瓦斯抽采孔鉆機定位定向儀技術領域。

背景技術

對于瓦斯礦井，必須先抽采瓦斯再采煤。這就要求在井下施工大量的瓦斯抽采孔，為保證高的瓦斯抽采率，要求施工鉆機按照預先設計的方位角與俯仰角進行打孔作業。這樣就必須測量鉆機的姿態信息，以保證鉆機姿態最終調整到預先設計的方位角與俯仰角。目前，公知的井下鉆機方位角、俯仰角的確定是靠人工測量的方式來完成，其借助于巷道本身的方位角，通過人工投影與幾何測量的方法來確定井下鉆機的姿態信息。這種人工測量的方法缺點明顯：耗費大量人力、測量時間長、測量誤差大，難以滿足快速精確測量的實際要求。

基于捷聯慣性技術的定位定向儀特點是不需要任何外界信息僅靠儀器自身可以自動測量載體的姿態角，可以很好地適用于煤炭礦井行業。但是在設計捷聯慣性單元時，需使其坐標基準必須能從其組件（陀螺儀和加速度計）有效的傳遞到儀器外部。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，克服人工測量方法的不足，提出一種定位定向儀光纖捷聯慣性測量單元基座，為三軸加速度計組和和三軸光纖陀螺組合提供精確的坐標基準，為高精度的姿態解算提供了結構基礎。

一種定位定向儀光纖捷聯慣性測量單元基座，基座為開口的長方箱型結構，包括底板、側壁、安裝爪；

側壁環繞固定在底板四周，底板固定連接四個安裝爪；

側壁外部四周加工有用于固定慣性測量單元外殼的螺釘孔；

四個安裝爪與底板一起構成了整個慣性測量單元的底板安裝面；

底板尾部外側設有兩個側向底板基準面，底板安裝面與底板基準面共同實現了測量單元正交坐標系向定位定向儀外部安裝面的基準傳遞；

基座前側的底板上設有三軸加速度計組合水平基準，用于固定三軸加速度計組合的水平基準面，后側和中端的底板上設有三軸光纖陀螺組合水平基準，用于固定三軸光纖陀螺組合的水平基準面；

基座前側壁設有三軸加速度計組合垂直基準，用于三軸加速度計組合的定向，后側壁上設有三軸光纖陀螺組合垂直基準，用于三軸光纖陀螺組合的定向。

本發明的優點在于：

本發明所述基座的結構，加工工藝簡單、重量輕、強度高，可方便的實現定位定向儀慣性測量單元的模塊化設計，具有成本低、裝配和維修性好、可實現整體密封的優勢，尤其適用于井下等惡劣環境的應用。

附圖說明

圖1慣性測量單元基座三維軸視圖——（自上方投視）；

圖2慣性測量單元基座俯視圖；

圖3慣性測量單元基座仰視圖；

圖4慣性測量單元基座三維軸視圖——（自下方投視）；

圖5慣性測量單元外殼。

圖中：

1底板?????????????????????2側壁?????????????????????3安裝爪

4底板安裝面???????????????5底板基準面???????????????6三軸加速度計組合水平基準

7三軸光纖陀螺組合水平基準??8三軸加速度計組合垂直基準??9三軸光纖陀螺組合垂直基準

10螺釘孔

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。

本發明是一種定位定向儀光纖捷聯慣性測量單元基座，基座為開口的長方箱型結構，如圖1、圖2、圖3、圖4所示，包括底板1、側壁2、安裝爪3；

側壁2環繞固定在底板1四周，底板1固定連接四個安裝爪3；

側壁2具有一定高度，可以提高整個基座的剛度，側壁2外部四周加工有用于固定慣性測量單元外殼（如圖5所示）的螺釘孔10，和外殼裝配后可以實現對整個測量單元的密封。

四個安裝爪3底部經過精加工，與底板1一起構成了整個慣性測量單元的底板安裝面4；

底板1尾部外側設有兩個側向底板基準面5，底板安裝面4與底板基準面5共同實現了測量單元正交坐標系向定位定向儀外部安裝面的基準傳遞。

基座前側的底板1上設有三軸加速度計組合水平基準6，用于固定三軸加速度計組合的水平基準面，后側和中端的底板1上設有三軸光纖陀螺組合水平基準7，用于固定三軸光纖陀螺組合的水平基準面；

基座前側壁2設有三軸加速度計組合垂直基準8，用于三軸加速度計組合的定向，后側壁2上設有三軸光纖陀螺組合垂直基準9，用于三軸光纖陀螺組合的定向；

水平基準面和垂直基準面保證了三軸加速度計組合和三軸光纖陀螺組合安裝后具有一致的三軸正交測量坐標系。