[其他]支撐環(huán)形激光角速度傳感器的高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86103129
• 申請(qǐng)日: 1986-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86103129A
• 公開(kāi)（公告）日: 1986-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約爾·G·翰斯;約瑟夫·E·基爾帕特里克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 霍尼韋爾公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C19/64
• 分類(lèi)號(hào): G01C19/64;H01S3/02
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 劉建國(guó)

本發(fā)明涉及環(huán)形激光角速度傳感器，更確切地說(shuō)，涉及支撐環(huán)形激光角速度傳感器的高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)。

環(huán)形激光角速度傳感器是人們熟知的，這在基爾帕特里克（Killpatrick）的美國(guó)專(zhuān)利3，323，411和3，373，650中有示范說(shuō)明，在此作為參考。現(xiàn)時(shí)的環(huán)形激光角速度傳感器一般包括一個(gè)熱穩(wěn)定的和機(jī)械穩(wěn)定的激光臺(tái)座，此臺(tái)座具有許多用于封閉氣體的成形腔。反射鏡位于腔的端部，用于反射激光束和提供閉環(huán)光路。

與這種傳感器相關(guān)的是一種稱(chēng)為鎖定的現(xiàn)象，在現(xiàn)有技術(shù)中有時(shí)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種現(xiàn)象，并且已經(jīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)（高頻振動(dòng)）傳感器加以解決。完成高頻振動(dòng)的裝置通常包括一個(gè)與支撐系統(tǒng)相連的壓電激勵(lì)裝置，使傳感器的臺(tái)座以支撐系統(tǒng)的自然機(jī)械共振頻率進(jìn)行角振動(dòng)。高頻振動(dòng)疊加到傳感器在慣性空間的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)上，現(xiàn)有技術(shù)包括找出與高頻振動(dòng)無(wú)關(guān)的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的種種途徑，而這不構(gòu)成本發(fā)明的一部分。

現(xiàn)有技術(shù)中的高頻振動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)包括在麥克奈爾（McNair）的美國(guó)專(zhuān)利4，321，557、蓋默茨費(fèi)爾德（Gamertsfelder）等人的美國(guó)專(zhuān)利4，411，527和庫(kù)瑪（Kumar）等人的美國(guó)專(zhuān)利4，436，423中舉例說(shuō)明的那些。

現(xiàn)在，在環(huán)形激光角速度傳感器技術(shù)領(lǐng)域中的發(fā)展，已經(jīng)可以提供具有1平方英寸量級(jí)的激光臺(tái)座的激光傳感器。減小傳感器的尺寸有很多優(yōu)點(diǎn)，包括成本低和重量輕。現(xiàn)有技術(shù)的高頻振動(dòng)的支撐系統(tǒng)沒(méi)有致力于很好地研究小型傳感器臺(tái)座，之所以如此，是因?yàn)楸仨殰p小高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸這件事，通常使高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)的成本增加。更何況很多高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)需要在激光臺(tái)座中有一個(gè)大的開(kāi)孔，來(lái)安放高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且把該機(jī)構(gòu)固定在臺(tái)座開(kāi)孔的內(nèi)壁上。

本發(fā)明的目的是提供一個(gè)由于易于制造而成本低的支撐環(huán)形激光角速度傳感器的高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明的高頻振動(dòng)機(jī)構(gòu)使用一對(duì)撓性板，該板包括由起彈簧作用的輪輻連接在一起的一個(gè)環(huán)形外輪箍和一個(gè)內(nèi)輪轂。一個(gè)框架作為一個(gè)部分形成高頻振動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)。該框架具有一個(gè)尺寸足夠大的環(huán)狀開(kāi)孔，用于安放固定在兩塊撓性板的內(nèi)輪轂之間的激光臺(tái)座。兩塊撓性板和夾在其間的激光臺(tái)座放入框架開(kāi)孔中。撓性板的環(huán)形外輪箍牢牢固定在框架開(kāi)孔的環(huán)形內(nèi)壁上。

圖1是說(shuō)明環(huán)形激光角速度傳感器和高頻振動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)的部件分解圖。

圖2是撓性板的橫截面圖。

圖3是高頻振動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)和激光傳感器組件的橫截面圖。

圖4是另一個(gè)高頻振動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)和激光臺(tái)座組件的橫截面圖。

圖5是另一個(gè)撓性板結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在參照附圖，圖1表示一個(gè)帶有激光臺(tái)座12的環(huán)形激光角速度傳感器10。在波德戈?duì)査够≒odgorski）的美國(guó)專(zhuān)利3，390，606和基爾帕特里克（Killpatrick）的美國(guó)專(zhuān)利3，467，427中給出了激光傳感器和激光臺(tái)座的例子，在此以這兩個(gè)專(zhuān)利作為參考。激光臺(tái)座12具有包括反射鏡13、14、15和電極16、17、18在內(nèi)的三角形閉環(huán)光路。圖1還表示出撓性板20和30、框架40、蓋片50、端板60、柱螺栓65和六角螺母66。

撓性板20和30都包括一個(gè)環(huán)形輪箍22、一個(gè)中心部件24和3個(gè)彈簧26。彈簧26如圖所示作為輪輻。中心部件輪轂作用。如圖2所示，輪輻比輪箍22、中心部件24的外表面27、28稍稍凹一些。圖1和圖2表示有相同厚度的中心部件和輪箍，但是也可以按其它方式加工，以減少成本和重量，而這或許會(huì)減小系統(tǒng)的彈性常數(shù)（即系統(tǒng)的共振頻率）。撓性板最好使用一種適當(dāng)材料（例如金屬），具有整體結(jié)構(gòu)。

激光臺(tái)座12包括一個(gè)與傳感器軸平行的，貫穿臺(tái)座的開(kāi)孔。而且，每個(gè)撓性板都包括一個(gè)與其中心軸同軸的開(kāi)孔。撓性板20、30和激光臺(tái)座12的開(kāi)孔允許一根柱螺栓65穿過(guò)。

框架40最好由一種適宜與撓性板20和30焊接的材料構(gòu)成。框架40包括一個(gè)具有內(nèi)壁43的環(huán)形開(kāi)孔42，其內(nèi)壁的曲率半徑稍稍大于撓性板20和30的環(huán)形輪箍的外曲率半徑。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，框架的高度基本上等于撓性板20和30的兩個(gè)環(huán)形輪箍的厚度和臺(tái)座12的厚度之和，這正如圖3的簡(jiǎn)化橫截面圖所示。框架40還包括一個(gè)環(huán)狀凸緣41，用于安裝在慣性傳感器單元中。