CN101750065A - 一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置 - Google Patents

一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置 Download PDF

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杨通兰
何英
茹毅
李春野
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Abstract

本发明公开了一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置。包括壳体支架(1)，壳体支架(1)上分别设有X、Y、Z三个陀螺仪安装平面和三个加速度计安装平面，陀螺仪安装平面上安装有液浮陀螺仪，加速度计安装平面上安装有石英挠性加速度计；壳体支架(1)上还安装有二次组合电源(2)和电路板；二次组合电源(2)、电路板、液浮陀螺仪和石英挠性加速度计通过内部电缆连接构测量电路，壳体支架(1)经螺钉与盖板(3)密封连接。本发明提供一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，以满足战术导弹系统对捷联惯性测量装置的体积小、抗振性能好的要求，它还具有重量轻、结构简单、加工方便的特点。

Description

一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置
技术领域
本发明涉及一种测试装置，特别是一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置。
背景技术
惯性导航是一门重要的技术学科，它是许多飞机、舰船及导弹等载体能顺利完成导航和控制任务的关键技术之一。近几十年来，惯性导航技术获得迅速的发展，我国惯性导航技术已在航空、航天、航海及陆用车辆的导航和定位中得到应用。由于捷联式惯导系统相对于平台式惯导系统有许多优点，它也越来越受到各国的普遍重视。
目前，相对比较成熟的是基于机械陀螺仪的捷联惯性测量装置，该种惯性测量装置体积大、抗振性低，很难实现应用于战术导弹系统中小体积、重量轻和高抗振性的要求；而国内刚刚发展的激光陀螺捷联惯性测量装置和闭环光纤陀螺捷联惯性测量装置也同样存在体积较大、重量较大等缺点。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，以满足战术导弹系统对捷联惯性测量装置的体积小、抗振性能好的要求，它还具有重量轻、结构简单、加工方便的特点。
本发明的技术方案：一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置。该装置包括壳体支架，壳体支架上分别设有X、Y、Z三个陀螺仪安装平面和三个加速度计安装平面，陀螺仪安装平面上安装有液浮陀螺仪，加速度计安装平面上安装有石英挠性加速度计；壳体支架上还安装有二次组合电源和电路板；二次组合电源、电路板、液浮陀螺仪和石英挠性加速度计通过内部电缆连接构测量电路，壳体支架经螺钉与盖板密封连接。
上述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置中，所述液浮陀螺仪包括X轴液浮陀螺仪、Y轴液浮陀螺仪和Z轴液浮陀螺仪；所述石英挠性加速度计包括X轴石英挠性加速度计、Y轴石英挠性加速度计和Z轴石英挠性加速度计；所述电路板包括X轴再平衡电路板、Y轴再平衡电路板、Z轴再平衡电路板、系统转接板和数据采集及处理电路板。
前述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置中，所述二次组合电源设有四组电源，分别为马达A、B相电源、±5V电源、±15V电源和±26V电源。
前述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置中，所述测量电路包括数据采集及处理电路板，数据采集及处理电路板上分别设有一个并行输出接口和一个串行输出接口与外部电路连接，数据采集及处理电路板上还设有一组输入接口，输入接口与系统转接板的一组输出接口连接；系统转接板的一组输入接口分别与X、Y、Z三个再平衡电路板的输出接口和X、Y、Z三个石英挠性加速度计连接；X、Y、Z三个再平衡电路板的输入接口分别与X、Y、Z三个液浮陀螺仪连接；二次组合电源为测量电路提供电源支持。
前述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置中，所述三个液浮陀螺仪和三个石英挠性加速度计按照正交配置关系通过螺钉安装固定在壳体支架的安装面上。
前述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置中，所述二次组合电源与盖板连接为一体。
前述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置中，所述电路板按照重叠方式安装在壳体支架上，电路板相互之间采用支柱配合定位套筒支承。
与现有技术相比，原来的X、Y、Z三个坐标轴上的三个液浮陀螺仪和三个石英挠性加速度计是分体结构，体积较大，同时也需要较长的连接电缆，电缆在受到振动时的振动信号，也会伴随有效信号同时被放大，影响测量精度；本发明将液浮陀螺仪和石英挠性加速度计这两种敏感元件同时安装在一个壳体支架内，并将构成测量电路的电源和电路板也一同安装在同一个壳体支架内，用短电缆连接，最大限度的降低了振动信号的传递和放大，所以具有很好的抗振性能，测量精度也得到了提高。由于本发明形成了整体结构，也大幅度的减小了测量装置的体积和重量，工作也更加可靠。而且还具有结构简单、加工方便的特点。完全可满足战术导弹系统对捷联惯性测量装置的小体积，高抗振的要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是测量电路的原理框图。
附图中的标记为：1-壳体支架，2-二次组合电源，3-盖板，4-X轴液浮陀螺仪，5-Y轴液浮陀螺仪，6-Z轴液浮陀螺仪，7-X轴石英挠性加速度计，8-Y轴石英挠性加速度计，9-Z轴石英挠性加速度计，10-X轴再平衡电路板，11-Y轴再平衡电路板，12-Z轴再平衡电路板，13-系统转接板，14-数据采集及处理电路板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置作进一步的详细说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。
实施例。本发明的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置如图1所示，包括壳体支架1，壳体支架1为圆柱体状，壳体支架1上分别设有X、Y、Z三个陀螺仪安装平面和三个加速度计安装平面，陀螺仪安装平面上安装有液浮陀螺仪，液浮陀螺仪包括X轴液浮陀螺仪4、Y轴液浮陀螺仪5和Z轴液浮陀螺仪6；加速度计安装平面上安装有石英挠性加速度计，石英挠性加速度计包括X轴石英挠性加速度计7、Y轴石英挠性加速度计8和Z轴石英挠性加速度计9；所述三个液浮陀螺仪和三个石英挠性加速度计按照正交配置关系通过螺钉安装固定在壳体支架1的安装面上。壳体支架1上还安装有电路板和二次组合电源2；二次组合电源2与盖板3连接为一体，这样可以形成良好的面接触，有助于二次组合电源2内的功率器件充分散热。盖板3经螺钉与壳体支架1密封连接。二次组合电源2、电路板、液浮陀螺仪和石英挠性加速度计通过内部电缆连接构测量电路，二次组合电源2为测量电路提供电源支持。二次组合电源2设有四组电源，分别为马达A、B相电源、±5V电源、±15V电源和±26V电源。所述电路板包括X轴再平衡电路板10、Y轴再平衡电路板11、Z轴再平衡电路板12、系统转接板13和数据采集及处理电路板14。每块电路板按照重叠方式安装在壳体支架1上，电路板相互之间采用支柱配合定位套筒支承。
所述测量电路如图2所示，包括数据采集及处理电路板14，数据采集及处理电路板14上分别设有一个并行输出接口和一个串行输出接口与外部电路连接，数据采集及处理电路板14上还设有一组输入接口，输入接口与系统转接板13的一组输出接口连接；系统转接板13的一组输入接口分别与X、Y、Z三个再平衡电路板的输出接口和X、Y、Z三个石英挠性加速度计连接；X、Y、Z三个再平衡电路板的输入接口分别与X、Y、Z三个液浮陀螺仪连接。
本发明测量电路的原理：
图中GX、GY、GZ为三个沿捷联惯测装置测量坐标系正交配置的液浮陀螺仪，分别与三块再平衡电路板组合构成闭合回路，用于测量载体的角运动。其中GX测量绕X轴的角速度，GY测量绕Y轴的角速度，GZ测量绕Z轴的角速度，经采样后输出与沿X、Y、Z三个轴输入角速度成正比的电压模拟量Uωx1、Uωy1、Uωz1。AX、AY、AZ为三只正交配置的石英挠性加速度计，用于测量载体线运动，加速度计经采样后分别输出与沿X、Y、Z三个轴输入加速度成正比的电压模拟量Uαx1、Uαy1、Uαz1。上述采样信息经处理电路模块处理后得到准确的角运动和线运动信息。

Claims (7)

1.一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：该装置包括壳体支架(1)，壳体支架(1)上分别设有X、Y、Z三个陀螺仪安装平面和三个加速度计安装平面，陀螺仪安装平面上安装有液浮陀螺仪，加速度计安装平面上安装有石英挠性加速度计；壳体支架(1)上还安装有二次组合电源(2)和电路板；二次组合电源(2)、电路板、液浮陀螺仪和石英挠性加速度计通过内部电缆连接构成测量电路，壳体支架(1)经螺钉与盖板(3)密封连接。
2.根据权利要求1所述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：所述液浮陀螺仪包括X轴液浮陀螺仪(4)、Y轴液浮陀螺仪(5)和Z轴液浮陀螺仪(6)；所述石英挠性加速度计包括X轴石英挠性加速度计(7)、Y轴石英挠性加速度计(8)和Z轴石英挠性加速度计(9)；所述电路板包括X轴再平衡电路板(10)、Y轴再平衡电路板(11)、Z轴再平衡电路板(12)、系统转接板(13)和数据采集及处理电路板(14)。
3.根据权利要求1所述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：所述二次组合电源(2)设有四组电源，分别为马达A、B相电源、±5V电源、±15V电源和±26V电源。
4.根据权利要求1所述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：所述测量电路包括数据采集及处理电路板(14)，数据采集及处理电路板(14)上分别设有一个并行输出接口和一个串行输出接口与外部电路连接，数据采集及处理电路板(14)上还设有一组输入接口，输入接口与系统转接板(13)的一组输出接口连接；系统转接板(13)的一组输入接口分别与X、Y、Z三个再平衡电路板的输出接口和X、Y、Z三个石英挠性加速度计连接；X、Y、Z三个再平衡电路板的输入接口分别与X、Y、Z三个液浮陀螺仪连接；二次组合电源(2)为测量电路提供电源支持。
5.根据权利要求1所述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：所述三个液浮陀螺仪和三个石英挠性加速度计按照正交配置关系通过螺钉安装固定在壳体支架(1)的安装面上。
6.根据权利要求1所述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：所述二次组合电源(2)与盖板(3)连接为一体。
7.根据权利要求1所述的高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置，其特征在于：所述电路板按照重叠方式安装在壳体支架(1)上，电路板相互之间采用支柱配合定位套筒支承。
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