[發明專利]一種液浮陀螺儀浮子懸浮結構

在審

• 申請號: 201410343138.1
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104154907A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 白永杰;谷健;武麗花;黃健
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: G01C19/20
• 分類號: G01C19/20
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王倩

技術領域

本發明涉及慣性導航系統領域中的陀螺儀，尤其是一種屬于單自由度液浮速率積分陀螺儀浮子懸浮結構。

背景技術

液浮陀螺儀的工作原理是通過在內部填充浮液將內部的核心部件浮子組件懸浮起來，使得其機械接觸壓力最小，達到最大程度降低摩擦力矩的作用，從而可大幅度提高陀螺儀的分辨率及精度。然而，理想懸浮情況并不存在，總是存在或多或少重浮力差。為有效消除這種剩余力，目前在陀螺儀領域通常采用以下技術來消除：

其一，采用寶石軸承形式，采用摩擦系數低的寶石材料做軸承，浮子采用細小的軸來懸掛其中，這樣在正壓力的作用下可以保證較小的摩擦力矩，這種方式可以將機械靜摩擦降低，適用于較低精度陀螺儀使用。

其二，采用壓電支承組合寶石軸承的結構形式，該種結構通過支承的顫動將機械接觸的靜摩擦轉化為動摩擦，較大程度降低由于剩余力存在而引起的摩擦力矩，但是，該種結構沒有實現真正懸浮，而且振動過程會造成零部件壽命降低。

其三，采用磁懸浮方式，該種結構將浮子完全懸浮起來，實現了浮子組件的無接觸懸浮，極大程度提高了陀螺儀的精度。但是其結構復雜，應用難度大，電磁干擾也較大，一定程度影響陀螺儀的輸出。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、干擾力矩小的液浮陀螺儀浮子懸浮結構。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

一種液浮陀螺儀浮子懸浮結構，包括陀螺儀安裝殼體和浮子組件，其特征在于：在陀螺儀安裝殼體內安裝一個電極組件，該電極組件為圓筒狀，其上部和下部均設置四個電極，上層的四個電極和下層的四個電極對稱設置，每個電極上焊接一個引線柱，該引線柱與外圍控制線路連接，在電極組件內同軸設置浮子組件，該浮子組件與電極組件之間具有間隙，浮子組件與殼體之間填充浮液。

而且，所述的圓筒狀的電極組件上層設置的四個電極按逆時針順序分別為第一電極、第二電極、第三電極和第四電極，下層設置的四個電極中在第一電極下方的為第五電極，其他按逆時針順序分別為第六電極、第七電極和第八電極。

而且，所述的每個電極的厚度均為0.2mm，其相互獨立，每個電極與浮子之間構成電容組合，與對面電極通過外圍控制線路成對構成差動式結構。

而且，所述的電極組件和浮子組件之間的間隙為0.01mm。

本發明的優點和積極效果是：

本發明是一種設計科學、結構合理、尤其適用于高精度陀螺儀的液浮陀螺儀浮子懸浮結構，本結構通過采用靜電懸浮支承形式，實現了液浮陀螺儀浮子組件在浮液中真正懸浮，有效消除了浮子組件與軸承之間由于存在機械接觸而對陀螺儀性能造成的影響，同時其由于結構簡單，而具有極強的實用性。

附圖說明

圖1是電極展開位置示意圖；

圖2a是電極組件的工藝結構圖；

圖2b是圖2a的右視圖；

圖3是成型后電極組件切面圖；

圖4是靜電懸浮系統示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細敘述本發明的實施例；需要說明的是，本實施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。

一種液浮陀螺儀浮子懸浮結構，包括陀螺儀安裝殼體105和浮子組件106，在陀螺儀安裝殼體內側膠接安裝一個電極組件104，該電極組件為圓筒狀，其上部和下部均設置四個電極101，上層的四個電極和下層的四個電極對稱設置，其具體結構為：電極組件包括一個圓筒狀筒體，該筒體的外表面沿圓周方向制出一個徑向凹槽108，沿軸向制出四個均布設置的軸向凹槽109，該徑向凹槽和軸向凹槽將筒體外表面劃分成對稱設置的八個電極，上層設置的四個電極按逆時針順序分別為第一電極、第二電極、第三電極和第四電極，下層設置的四個電極中在第一電極下方的為第五電極，其他按逆時針順序分別為第六電極、第七電極和第八電極。每個電極的厚度均為0.2mm，其相互獨立，每個電極與浮子之間構成電容組合，與對面電極通過外圍控制線路成對構成差動式結構。如圖1所示，其中第一電極、第三電極與浮子電容組合對，第二電極、第四電極與浮子電容組合對，第五電機、第七電極與浮子電容組合對，第六電極、第八電極與浮子電容組合對分別構成差動控制回路的測量和執行元件。

每個電極上焊接一個引線柱102，分別從最近邊引出，該引線柱與外圍控制線路連接。電極組件的外表面灌涂環氧樹脂膠層103。在電極組件內同軸設置浮子組件，該浮子組件與電極組件之間具有間隙，該間隙為0.01mm。浮子組件與殼體之間填充浮液107。

本發明的制作工藝為：