[發(fā)明專利]一種小口徑鉆探用旋轉(zhuǎn)調(diào)制式慣性導航系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110403658.7
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113175928B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳剛;齊菲;馮培德;孟躍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種小口徑鉆探用旋轉(zhuǎn)調(diào)制式慣性導航系統(tǒng)，其特征在于：它的核心器件為三個光纖陀螺儀和三個石英撓性加表；它包括結(jié)構(gòu)件部分、慣性器件部分以及電路部分；基于四腔室旋轉(zhuǎn)框架搭建慣性測量單元IMU，框架上依次設(shè)置正交排列的Y軸光纖陀螺儀、X軸光纖陀螺儀和Z軸光纖陀螺儀，每個光纖陀螺儀各占據(jù)一個腔室，X、Y、Z軸加表則安裝在與X軸光纖陀螺儀所在腔室相對的另一腔室，通過隔板隔開，結(jié)構(gòu)緊湊；電路部分位于三處，分別是X軸光纖陀螺儀的上方、Z軸光纖陀螺儀的下方和旋轉(zhuǎn)框架尾端；三個部分軸向排列呈細長圓柱體；

所述結(jié)構(gòu)件部分，包括單軸旋轉(zhuǎn)單元體結(jié)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)單元體結(jié)構(gòu)是：具有四個腔室的圓柱體構(gòu)型，旋轉(zhuǎn)部件自左而右分別為：力矩直流電機、上軸承、慣性器件旋轉(zhuǎn)臺體、下軸承、絕對式光電碼盤；

IMU排布在四腔室旋轉(zhuǎn)框架中，第一腔室固定了Y軸光纖陀螺儀，長度最短，第二腔室和第三腔室相對，僅中間被隔板隔開，第二腔室固定了X軸光纖陀螺儀，X軸光纖陀螺儀上方固連了一塊數(shù)據(jù)預處理電路板；第三腔室固定了X軸、Y軸、Z軸的三個加表；第四腔室固定了Z軸光纖陀螺儀，所述Z軸陀螺儀底部通過螺釘固定二次電源板和I/F板；

所述慣性器件部分，包括三個陀螺和三個加表，在以結(jié)構(gòu)件部分的旋轉(zhuǎn)框架的軸線為y軸建立的右手笛卡爾直角坐標系xyz下，所述慣性器件旋轉(zhuǎn)臺體上依次固定設(shè)置相互正交排列的Y軸光纖陀螺儀、X軸光纖陀螺儀和Z軸光纖陀螺儀，X軸加表、Y軸加表和Z軸加表正交安裝在X軸光纖陀螺儀底側(cè)的腔室；

所述電路部分，一共由6塊電路板組成，包括結(jié)構(gòu)件部分的框架中X軸光纖陀螺儀正側(cè)放置的數(shù)據(jù)預處理電路板、Z軸光纖陀螺儀底側(cè)放置的二次電源板和I/F板，光電碼盤右側(cè)的電機控制板、導航解算板和通訊接口板；其中數(shù)據(jù)預處理電路板完成IMU信息的同步采集并發(fā)送給導航解算板，以及對電源進行監(jiān)測；二次電源板是將電池輸入的28V轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需的±15V、±5V供電電壓；I/F轉(zhuǎn)換板實現(xiàn)電流-頻率的轉(zhuǎn)換，將加速度計的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量；電機控制板將碼盤轉(zhuǎn)角信號發(fā)送給預處理板，執(zhí)行旋轉(zhuǎn)控制指令，完成單軸旋轉(zhuǎn)調(diào)制的控制；導航解算板實現(xiàn)陀螺儀加表標定參數(shù)補償、初始對準和慣性導航解算的功能；通訊接口板實現(xiàn)存儲原始數(shù)據(jù)、對外發(fā)送慣導解算結(jié)果、接收并傳達上位機指令的功能。