[發(fā)明專利]一種超高精度的光纖陀螺儀結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113804177B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何北;樊建琴;馮文帥;李如意;王嘉銘;王利超
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天時代光電科技有限公司
• 主分類號: G01C19/72
• 分類號: G01C19/72
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發(fā)明涉及一種超高精度的光纖陀螺儀結(jié)構(gòu)，采用安裝底座和安裝上蓋、以及安裝法蘭和外罩形成了雙層磁屏蔽設(shè)計，為光纖環(huán)線圈提供了有效的磁場屏蔽，使光纖環(huán)免受磁場干擾；形成了多層結(jié)構(gòu)，通過多層結(jié)構(gòu)以及利用光纖環(huán)底座和光纖環(huán)內(nèi)罩對光纖設(shè)計進(jìn)行了隔熱設(shè)計，削減了環(huán)境溫度變化對光纖環(huán)線圈的影響，提高了光纖陀螺儀的測量精度及穩(wěn)定性；對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了小型化設(shè)計，使陀螺儀在具有優(yōu)異性能的同時滿足小型化需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖陀螺儀結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種超高精度的光纖陀螺儀結(jié)構(gòu)，屬于光纖陀螺儀技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光纖陀螺儀是一種基于Sagnac效應(yīng)的新型全固態(tài)慣性儀表，用來測量載體的角速率，在飛行器整個生命周期中必須保持工作良好，是飛行載體不可或缺的組成單元。目前光纖陀螺在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中扮演越來越重要的角色，0.001～0.01°/h(1σ)精度的光纖陀螺儀提升了光纖環(huán)的溫度及抗振性能，實(shí)現(xiàn)了某些領(lǐng)域的應(yīng)用。國內(nèi)高精度光纖陀螺在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下已經(jīng)具備較高的精度水平，但是在溫度、磁場等應(yīng)用環(huán)境下的精度距離國外最高水平仍有一定差距，不能滿足高軌高分辨率衛(wèi)星、新一代戰(zhàn)略武器等任務(wù)需求，需要進(jìn)一步提升光纖陀螺儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用環(huán)境下0.0001～0.0003°/h(1σ)的超高精度光纖陀螺儀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種超高精度的光纖陀螺儀結(jié)構(gòu)，采用安裝底座和安裝上蓋、以及安裝法蘭和外罩形成了雙層磁屏蔽設(shè)計，為光纖環(huán)線圈提供了有效的磁場屏蔽，使光纖環(huán)免受磁場干擾；通過多層結(jié)構(gòu)以及利用光纖環(huán)底座和光纖環(huán)內(nèi)罩對光纖設(shè)計進(jìn)行了隔熱設(shè)計，削減了環(huán)境溫度變化對光纖環(huán)線圈的影響，提高了光纖陀螺儀的測量精度及穩(wěn)定性；對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了小型化設(shè)計，使陀螺儀在具有優(yōu)異性能的同時滿足小型化需求。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種超高精度的光纖陀螺儀結(jié)構(gòu)，包括光纖環(huán)線圈和Y波導(dǎo)，還包括安裝法蘭、外罩、安裝底座、安裝上蓋、光纖環(huán)底座和光纖環(huán)內(nèi)罩；

所述光纖環(huán)底座和光纖環(huán)內(nèi)罩形成封閉的第一環(huán)形腔，所述第一環(huán)形腔內(nèi)部用于固定安裝光纖環(huán)線圈；

所述安裝底座設(shè)有環(huán)形槽和直線槽，直線槽兩端分別與環(huán)形槽內(nèi)圈側(cè)壁相接；所述安裝上蓋與安裝底座所設(shè)環(huán)形槽和直線槽配合形成第二環(huán)形腔和第一直線腔，所述第二環(huán)形腔內(nèi)容納光纖環(huán)底座和光纖環(huán)內(nèi)罩，所述第一直線腔內(nèi)固定安裝Y波導(dǎo)；

所述安裝法蘭設(shè)有與安裝底座匹配的凹槽，外罩與安裝法蘭配合形成用于容納安裝上蓋與安裝底座的封閉內(nèi)腔。

進(jìn)一步的，光纖環(huán)底座和光纖環(huán)內(nèi)罩形成第一環(huán)形腔的截面為矩形；所述光纖環(huán)底座包括相互垂直的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；所述光纖環(huán)內(nèi)罩包括相互垂直的第三側(cè)壁和第四側(cè)壁，所述第一側(cè)壁和第三側(cè)壁平行，所述第一側(cè)壁和第四側(cè)壁分別設(shè)有第一內(nèi)翻邊和第一外翻邊，所述第二側(cè)壁和第三側(cè)壁分別設(shè)有第二外翻邊和第二內(nèi)翻邊；所述第一內(nèi)翻邊和第一外翻邊，以及第二外翻邊和第二內(nèi)翻邊之間粘接后進(jìn)行激光封焊。

進(jìn)一步的，安裝底座所設(shè)直線槽內(nèi)設(shè)有圓柱形支柱，所述圓柱形支柱的上端面用于對安裝上蓋進(jìn)行支撐限位，所述圓柱形支柱內(nèi)部設(shè)有螺紋孔，所述螺釘與螺紋孔配合，實(shí)現(xiàn)安裝上蓋與安裝底座的固定連接；所述安裝上蓋與安裝底座固定連接后進(jìn)行激光封焊。

進(jìn)一步的，安裝法蘭設(shè)有與安裝底座匹配的法蘭環(huán)形槽和法蘭直線槽；所述法蘭環(huán)形槽內(nèi)圈側(cè)壁設(shè)有向法蘭環(huán)形槽圓心凸起的安裝凸耳；所述外罩延伸形成與安裝凸耳匹配的翻邊，安裝凸耳與翻邊配合實(shí)現(xiàn)安裝法蘭與外罩的固定連接。

進(jìn)一步的，安裝凸耳的個數(shù)≥3；所述每個安裝凸耳上設(shè)有2個螺紋孔，用于與外罩所設(shè)翻邊配合；所述每個安裝凸耳上設(shè)有1個通孔，用于實(shí)現(xiàn)陀螺儀與外部其他結(jié)構(gòu)連接。

進(jìn)一步的，光纖環(huán)內(nèi)罩設(shè)有走纖孔，用于尾纖進(jìn)入安裝底座所設(shè)直線槽；安裝底座設(shè)有走纖槽，用于尾纖出纖；安裝法蘭設(shè)有出線槽，用于光纖環(huán)線圈尾纖過渡到陀螺儀外表面。