[發明專利]一種具有氣密腔的光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件及其組裝方法

有效

• 申請號: 201410205794.5
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103994761A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 章博;楊德偉;李安琪;任娟;張春熹;宋凝芳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于慣性導航技術領域，具體來說，是一種具有氣密腔的光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件及其組裝方法，它實現了對光纖線圈的雙層磁屏蔽防護和氣密封裝。

技術背景

光纖陀螺基于薩格奈克效應，是慣性測量領域檢測角位移和角速度信號的主流敏感元件。光纖繞制的光纖線圈作為光纖陀螺中最關鍵的敏感單元，對磁屏蔽、熱擾動等環境變化的要求隨著陀螺精度的提高而越發苛刻，因此對敏感環組件的磁防護和封裝設計必須適應陀螺精度的要求。

公開號為CN103033179的專利申請，雖然實現了對敏感環的獨立封裝和對光纖線圈的完全磁屏蔽防護，降低了外部溫度波動對光纖線圈的影響，提高了敏感環的溫度適應性，但是只是單層的磁屏蔽保護，不能實現雙層磁屏蔽保護，氣密性封裝也不是很好。

發明內容

本發明的目的是為了實現對光纖線圈的雙層磁屏蔽防護、并使光纖陀螺敏感環組件具有一定程度的氣密性封裝和良好的溫度適應性。

本發明提出一種具有氣密腔的光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件，整體是橫截面為長方形的扁平圓柱體結構。包括：上殼體，下殼體，上托盤，下托盤，光纖線圈，壓環和基座托盤；

光纖線圈是由光纖繞制而成的圓柱環體結構，是整個光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件的感應單元；通過上托盤與下托盤實現光纖線圈的內層磁屏蔽防護。

上托盤和下托盤均為由磁屏蔽材料加工而成的具有環形C型槽的薄壁圓環面結構，下托盤上的C型槽用于承托光纖線圈。上托盤和下托盤端部為企口結構，對扣對接后實現對光纖線圈的內層磁屏蔽防護；保持上下托盤與光纖線圈的間距一致；上托盤與下托盤均具有內法蘭，內法蘭上加工有螺釘安裝孔，作為安裝基準，通過螺釘固定在基座托盤上。

基座托盤為圓環柱體結構，位于上下托盤的內法蘭之間，基座托盤內壁下方周向均勻設計三個外伸的安裝凸臺，提供了整個光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件的安裝基準面；內壁上方周向加工有環形盤纖凹面和導纖槽，提供了光纖線圈的尾纖盤纖面，光纖線圈的軸線和基座托盤的安裝基準面為垂直關系。基座托盤的底部和頂部端面上加工有螺釘孔，通過螺釘實現固連上托盤，下托盤，上殼體和下殼體。

上殼體和下殼體均為由磁屏蔽材料加工而成的圓柱形薄壁盒體結構，分別位于整個光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件的頂部和底部，上殼體上加工有螺釘安裝孔和出纖槽；下殼體上加工有螺釘安裝孔和三個通孔，上殼體和下殼體端部為企口結構，外部對扣后實現對光纖線圈的外層磁屏蔽防護，保持上下殼體與上下托盤之間的間距一致。

2個壓環采用低導熱系數材料加工成扁平的圓環體結構，壓環端面上加工沉頭螺釘孔和通孔；2個壓環分別位于上殼體和上托盤之間，下殼體和下托盤之間；

所述具有氣密腔的光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件的結構組裝過程是：

1)、將光纖繞制成光纖線圈；

2)、將光纖線圈粘接在下托盤的C形槽上；

3)、用沉頭螺釘穿過壓環將下托盤的內法蘭壓接在基座托盤的底部并固定；

4)、將光纖線圈的尾纖盤纖在基座托盤的環形盤纖凹面里，對基座托盤的導纖槽和尾纖進行灌封；

5)、將下殼體從基座托盤的下方壓靠在壓環的底部，用螺釘依次穿過下殼體，壓環和下托盤，固定在基座托盤上；

6)、將上托盤放置在基座托盤的頂部并用沉頭螺釘穿過壓環，將上托盤的內法蘭壓接在基座托盤的頂部并固定，將尾纖從上托盤企口結構的缺口穿過；

7)、使上托盤和下托盤的企口結構對扣并固接；

8)、將上殼體從基座托盤的上方壓靠在壓環的頂部，用螺釘依次穿過上殼體，壓環和上托盤，固定在基座托盤上；同時將尾纖從上殼體的出纖槽引出；

9)、上殼體和下殼體的企口結構對扣并固接成型。

本發明的優點在于：

1)應用本發明所述具有氣密腔的光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件，上下殼體和上下托盤對光纖線圈構成了雙層磁屏蔽，實現了對內部光纖線圈的完全雙層磁屏蔽防護，并且具有一定程度的氣密密封，同時最大程度減少了外部溫度變化對內部線圈溫度場的影響，具有結構簡單、重量輕、裝配方便的優勢。

2)應用本發明所述具有氣密腔的光纖陀螺雙層磁屏蔽敏感環組件，殼體與托盤之間、托盤與光纖線圈之間具有間隙基本一致的雙層空氣間隙，上下殼體、壓環、上下托盤的內法蘭結構以及基座托盤的環形圓柱面共同構成了容納光纖線圈的封閉環形氣密腔，因而最大程度提高了光纖線圈的環境適應性。