[發明專利]一種小型化旋轉式微慣性測量裝置

有效

• 申請號: 201611178544.2
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106500694B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 李杰;張樨;張曉明;申沖;馬喜宏;鄒姍蓉;車曉蕊
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;王勇

本發明涉及旋轉調制慣導系統，具體是一種小型化旋轉式微慣性測量裝置。本發明解決了現有旋轉調制慣導系統結構復雜、可靠性低、導航精度差的問題。一種小型化旋轉式微慣性測量裝置，包括外筒、圓形頂蓋、圓形底蓋、軸向陀螺儀、軸承、內筒、圓形固定盤、光電編碼器、IMU、多路數據采集板、聯軸器、直流無刷伺服電機、電機控制板；其中，外筒的上端和下端均設有敞口；圓形頂蓋封蓋于外筒的上端敞口，且圓形頂蓋的中央貫通開設有半圓形通孔；圓形底蓋封蓋于外筒的下端敞口，且圓形底蓋的上表面中央開設有矩形卡槽；軸向陀螺儀安裝固定于外筒的內腔；軸承的數目為兩個；內筒的上端設有敞口、下端設有端壁。本發明適用于航海與航空領域。

技術領域

本發明涉及旋轉調制慣導系統，具體是一種小型化旋轉式微慣性測量裝置。

背景技術

旋轉調制慣導系統是指運用了旋轉調制技術（一種誤差自補償技術）的慣性導航系統，其主要應用于航海與航空領域。現有的旋轉調制慣導系統主要分為兩種：第一種是半實物的旋轉調制慣導系統，該系統是將激光或光纖捷聯慣性測量系統安裝在三軸位置轉臺上，利用高精度的位置速率轉臺作為旋轉系統的驅動模塊，轉臺能夠實時輸出載體和轉臺的相對轉角數據。第二種是集成的旋轉調制慣導系統，該系統是利用力矩電機等小型裝置作為旋轉系統的驅動模塊，采用光電編碼器測量載體和IMU的相對轉角數據。該系統的光電編碼器置于電機和IMU之間，因此需要為光電編碼器配備單獨的采集電路，由此導致系統的結構復雜。此外，該系統為了實現超過360°的旋轉，需要配備導電滑環，由此導致系統的可靠性降低。以上兩種旋轉調制慣導系統共同存在的問題是：IMU測量姿態數據的時間和光電編碼器測量相對轉角數據的時間不同步，由此導致系統存在旋轉分解誤差，從而導致系統的導航精度變差。基于此，有必要發明一種全新的旋轉調制慣導系統，以解決現有旋轉調制慣導系統結構復雜、可靠性低、導航精度差的問題。

發明內容

本發明為了解決現有旋轉調制慣導系統結構復雜、可靠性低、導航精度差的問題，提供了一種小型化旋轉式微慣性測量裝置。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種小型化旋轉式微慣性測量裝置，包括外筒、圓形頂蓋、圓形底蓋、軸向陀螺儀、軸承、內筒、圓形固定盤、光電編碼器、IMU、多路數據采集板、聯軸器、直流無刷伺服電機、電機控制板；其中，外筒的上端和下端均設有敞口；圓形頂蓋封蓋于外筒的上端敞口，且圓形頂蓋的中央貫通開設有半圓形通孔；圓形底蓋封蓋于外筒的下端敞口，且圓形底蓋的上表面中央開設有矩形卡槽；軸向陀螺儀安裝固定于外筒的內腔；軸承的數目為兩個；內筒的上端設有敞口、下端設有端壁；內筒的上部和下部分別通過兩個軸承轉動裝配于外筒的內腔上部，且內筒的軸線與外筒的軸線重合；圓形固定盤封蓋于內筒的上端敞口，且圓形固定盤的中央貫通開設有圓形通孔；光電編碼器的定子安裝固定于內筒的內腔上部，且光電編碼器的轉軸端穿過圓形固定盤上的圓形通孔插接固定于圓形頂蓋上的半圓形通孔內；IMU安裝固定于內筒的內腔下部；多路數據采集板安裝固定于內筒的內腔，且多路數據采集板的數據輸入端分別與光電編碼器的數據輸出端、IMU的數據輸出端連接；直流無刷伺服電機位于外筒的內腔下部，且直流無刷伺服電機的機座下部嵌設于矩形卡槽內；直流無刷伺服電機的輸出軸通過聯軸器與內筒的下端端壁連接；電機控制板安裝固定于外筒的內腔；電機控制板的數據輸入端與軸向陀螺儀的數據輸出端連接，且電機控制板的數據輸出端與直流無刷伺服電機的數據輸入端連接。