[發明專利]一種用于機抖激光陀螺的抖動耗散消振裝置

在審

• 申請號: 202110278518.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113029122A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 李耿;唐波
• 申請（專利權）人: 湖南億諾勝精密儀器有限公司
• 主分類號: G01C19/66
• 分類號: G01C19/66;G01C21/18
• 代理公司: 湖南企企衛知識產權代理有限公司 43257
• 代理人: 任合明

本發明涉及一種用于機抖激光陀螺的抖動耗散消振裝置，屬慣性導航、制導及控制領域。本發明利用振動能量耗散原理，將機抖激光陀螺機械抖動機構傳遞到安裝殼體和安裝基座的能量通過一端固定，另一端自由的抖動耗散輻條以動能的形式耗散，同時，將抖動耗散輻條鑲嵌在大阻尼粘彈性阻尼材料中，以提高耗散效率和降低噪音。本發明利用抖動耗散輻條和阻尼耗散緩沖墊，可以有效地減小機抖激光陀螺機械抖動對安裝殼體和安裝基座的振動能量傳遞并減小噪音，在保證機抖激光陀螺精度的同時，降低機抖激光陀螺慣性導航系統中機抖激光陀螺互相之間的共振耦合效應，提高由機抖激光陀螺組成的捷聯慣性導航系統的導航精度。

技術領域

本發明涉及一種用于機抖激光陀螺的抖動耗散消振裝置，屬慣性導航、制導及控制領域。

背景技術

機抖激光陀螺是一種精度高、體積小、動態范圍寬、穩定性好、抗沖擊振動能力強的慣性空間角速率測量裝置，已經廣泛應用于軍事及民用商業領域，包括航空、航天、航海及陸地的姿態測量、定位定向、軌道、橋梁、堤壩檢測等系統中。為了克服激光陀螺自身固有的鎖區效應，機抖激光陀螺使用機械抖動偏頻法，在激光陀螺微晶玻璃光學諧振腔的內孔壁粘貼機械抖動裝置，帶動激光陀螺光學諧振腔做周期性的往復抖動，使激光陀螺的輸入角速率快速通過鎖區，從而消除閉鎖效應帶來的誤差。

文獻1為國防科技大學應用物理系湯建勛等在《激光雜志》2000年第21卷第2期上發表的論文《機械抖動激光陀螺抖動機構的設計》，研究了機械抖動激光陀螺抖動機構的設計方法，并設計了一種實用的抖動機構。該機構的體積，剛性，諧振頻率，靈敏度，熱膨脹，偏頻量及偏頻穩定性等方面都符合機械抖動偏頻的要求。但是該文獻并沒有從減小機械抖動激光陀螺抖動機構的抖動對安裝基座傳遞能量的角度去考慮和設計，因此需要進一步完善。

文獻2為美國專利US4349183，Thomas M.Wirt,,et al.“Spring for a ringlaser gyro dither mechanism”，介紹了一種改進的用于機抖激光陀螺抖動機構的抖動輻條組件，每個抖動輻條由四個壓電陶瓷片驅動，減小了抖動輻條的橫截面積和慣性矩，增強了抖動輻條與抖動機構外緣徑向連接點處的抗彎曲性能。通過改進的抖動驅動機構三彈簧隔振系統，將傳遞到激光陀螺的抖動扭矩與傳遞到環形配重的抖動扭矩相抵消，從而盡可能地減少了傳遞到安裝殼體上的振動能量。但是該發明的結構復雜，三彈簧隔振系統的加工與裝配工藝難度大，難以精確保證同軸安裝，而且體積和重量較大，不利于激光陀螺的小型化、輕量化設計。

文獻3為美國專利US4115004,Thomas J.Hutchings,et al.“CounterbalancedOscillating Ring Laser Gyro”，介紹了一種在機抖激光陀螺的機械抖動機構內部安裝反向抖動配重裝置以抵消因激光陀螺光學諧振腔抖動對安裝殼體影響的方法。該方法可以提高激光陀螺的安裝穩定性，減小機械抖動機構對安裝環境中其它振動敏感裝置的影響。但是該專利提出的反向抖動配重裝置的結構復雜，而且該結構的諧振頻率品質因數低，難以起振，抗干擾能力弱。在機抖激光陀螺慣性導航系統中，至少需要在三個自由度方向上安裝機抖激光陀螺，并且安裝在同一個安裝基座上，對于品質因數低的機械抖動機構，機抖激光陀螺慣性導航系統裝配體會發生共振耦合效應，使機械抖動機構功能失效，進而影響機抖激光陀螺慣性導航系統的輸出精度。

發明內容

本發明的目的是充分利用現有機抖激光陀螺成熟的機械抖動機構，靈活運用能量耗散理論，在不改變現有機抖激光陀螺機械抖動機構總體安裝方式及控制方法的基礎上，降低機抖激光陀螺機械抖動對安裝殼體和安裝基座的振動傳遞，減小由機抖激光陀螺組成的捷聯慣性導航系統中三個(或三個以上)機抖激光陀螺互相之間的共振耦合效應，從而提高由機抖激光陀螺組成的捷聯慣性導航系統的導航精度。該方案基于原有的機抖激光陀螺機械抖動機構，僅需做簡單的加工即可，易于實施，效果明顯。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：