[發明專利]一種微結構核磁共振陀螺儀

有效

• 申請號: 201410850412.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104457730A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 張鵬;陳海濤;李起棟;黃輝;劉興宇
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01C19/62
• 分類號: G01C19/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

技術領域

本發明涉及一種微結構核磁共振陀螺儀，屬于原子傳感器領域。

背景技術

陀螺儀用來測量物體的轉動和方向，它是慣性導航定位系統中最重要的傳感器之一，為系統提供姿態和轉動速率信息。目前廣泛使用的芯片陀螺儀屬于機械陀螺儀，然而芯片機械陀螺儀有長期漂移率大，對振動敏感等缺點，測量精度不理想。核磁共振陀螺儀是采用核磁共振技術的原子陀螺儀，核磁共振陀螺儀長期漂移率小，且不包含運動部件，利用幾乎不受外界干擾的原子慣性特性來測量旋轉，因此對振動不敏感，但存在體積大和測量動態范圍小的缺點。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的核磁共振陀螺儀測量范圍小、體積大不適用微結構慣導系統問題，本發明提供一種微結構核磁共振陀螺儀。

本發明的一種微結構核磁共振陀螺儀，

所述陀螺儀包括微結構原子氣室和核磁共振陀螺儀功能外殼；

所述核磁共振陀螺儀功能外殼內的前側和后側分別設置有第一光源和第一光電探測器，所述核磁共振陀螺儀功能外殼內的左側和右側分別設置有第二光源和第二光電探測器，第一光源和第一光電探測器、第二光源和第二光電探測器形成的光路在前后與左右兩個方向成正交結構，所述微結構原子氣室位于核磁共振陀螺儀功能外殼的底部中心位置，且所述中心位置為所述正交結構的交點處。

所述核磁共振陀螺儀功能外殼包括上方擋板、前擋板、后擋板、左擋板、右擋板和底座；所述上方擋板、前擋板、后擋板、左擋板、右擋板和底座圍成矩形空間；

所述底座為“十”字形結構，其中一個“l”字形結構的兩端分別設置一個定位孔，所述前擋板和后擋板結構相同，左擋板和右擋板結構相同，均為矩形結構；

所述前擋板、后擋板、左擋板和右擋板的下側面分別與底座的“十”字形結構的四個凸出結構的側面通過柔性連接件相連；

左擋板和右擋板的下側面分別設置一凸起，左擋板和右擋板分別通過所述凸起與底座的兩個定位孔相應連接；

左擋板、右擋板的左側面和右側面分別設置2個凸起，前擋板和后擋板上的兩側分別設置2個定位孔，左擋板和右擋板的凸起與前擋板和后擋板上的定位孔相應連接；

上方擋板上設置3個定位孔，后擋板、左擋板和右擋板的上側面分別設置一個凸起，所述上方擋板的3個定位孔分別與所述后擋板、左擋板和右擋板上側面的凸起連接，前擋板的上側面與上方擋板的側面通過柔性連接件相連；

所述前擋板的中心位置處安裝有第一光電探測器，所述后擋板的中心位置處安裝有第一光源；

所述左擋板的中心位置處安裝有第二光電探測器，所述前擋板的中心位置處安裝有第二光源；

所述微結構原子氣室安裝在底座的中心位置處。

所述陀螺儀還包括第一可調節1/4波片和第二可調節1/4波片；

所述第一光源的前方安裝有第一可調節1/4波片；

所述第二光源前方安裝有第二可調節1/4波片。

所述前擋板和后擋板上配套安裝有第一組磁場線圈，所述左擋板和右擋板上配套安裝有第二組磁場線圈7

所述陀螺儀還包括加熱片，所述底座的上表面貼有加熱片。

所述第一光源、第二光源、第一光電探測器、第二光電探測器、第一組磁場線圈、第二組磁場線圈和加熱片的供電輸入端通過柔性連接件內的導線與電連接線的一端連接。

所述微結構原子氣室為玻璃吹制的微結構球型氣室，所示氣室內含有堿金屬原子Rb、緩沖氣體N₂和兩種或兩種以上惰性氣體同位素。

所述柔性連接件為聚酰亞胺—導線—聚酰亞胺結構的連接件。

本發明的有益效果在于，本發明采用的由玻璃吹制的微結構球型氣室，相對于陽極鍵合制備的微結構氣室漏率較低，保證了本發明的核磁共振陀螺儀具有較好的長期穩定性；本發明在前后方向與左右方向上分別各有一套光源與光電探測器，在本發明工作時可分別實現原子沿兩個軸向的核磁共振，從而擴大了陀螺儀角度測量的范圍；本發明的微結構核磁共振陀螺儀一體化程度較高，使得整個系統具有高精度、微結構、低功耗的優點。

附圖說明

圖1為具體實施方式中所述的一種微結構核磁共振陀螺儀折疊后的結構示意圖。

圖2為具體實施方式中所述的一種微結構核磁共振陀螺儀的內部結構示意圖。

圖3為具體實施方式中所述的核磁共振陀螺儀功能外殼的結構示意圖。

具體實施方式

結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述的一種微結構核磁共振陀螺儀，