CN103697888A - 一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于惯导系统技术领域，具体涉及一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置。本发明的双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置包括陀螺屏蔽层和外屏蔽层，陀螺屏蔽层直接对光纤陀螺实施屏蔽，随光纤陀螺一起安装在惯性组件对应的安装面上，外屏蔽层包围整个惯性组件，形成双层磁屏蔽结构。本发明的磁屏蔽装置能够有效隔离惯导系统内部的电机磁场，实现对旋转的惯性组件的磁屏蔽防护，以降低光纤陀螺周围的磁场强度，提高惯导系统的导航精度。

Description

一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置
技术领域
本发明属于惯导系统技术领域，具体涉及一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置。
背景技术
由于磁光Faraday效应，光纤陀螺等惯性器件的各项精度指标受磁场影响很大，因此，对于较高精度的光纤惯导系统，有必要设计合适的磁屏蔽装置。为了保证最佳的屏蔽效果，屏蔽装置可根据需要设置多层，且每一层屏蔽装置均应尽量保证结构连续，孔隙最小。
双轴旋转调制技术是将惯性组件固定在旋转机构上，由电机等驱动装置驱动惯性组件绕相互正交的两轴往复转动。然而，由于电机中的强磁体的影响，惯性组件周围的磁场强度相对于地磁提高了数十倍，而且随其转动还将不断变化，由于磁光Faraday效应，这将对光纤陀螺等惯性器件的精度带来很大影响。
惯导系统上常采用的磁屏蔽装置一般固定在系统的内侧壁，不能隔离系统内部的电机磁场，因此必须设计一种新的能够隔离磁场源与惯性组件的磁屏蔽装置。
发明内容
本发明需要解决的技术问题为：现有磁屏蔽装置难以隔离惯导系统内部的电机磁场。
本发明的技术方案如下所述：
一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，包括陀螺屏蔽层和外屏蔽层，陀螺屏蔽层位于外屏蔽层内部，形成双层磁屏蔽结构：陀螺屏蔽层直接对光纤陀螺环实施屏蔽，随光纤陀螺一起安装在惯性组件对应的安装面上；外屏蔽层包围整个惯性组件。
作为优选方案：所述陀螺屏蔽层包括陀螺屏蔽底座、陀螺屏蔽罩和隔板，隔板固定在陀螺屏蔽底座上，光纤陀螺环支撑于隔板上方，陀螺屏蔽罩扣在陀螺屏蔽底座上，包围光纤陀螺环和隔板，对光纤陀螺环实施屏蔽。
作为优选方案：
陀螺屏蔽层中，所述陀螺屏蔽底座包括底面和环形侧壁，总体呈圆盘型；其侧壁外侧面设有一圈环形凹槽，环形凹槽作为出线孔将光纤陀螺的信号线和光纤从内部引出；
所述陀螺屏蔽罩为下端面开放的中空壳体，其固定在陀螺屏蔽底座上；
所述隔板固定在陀螺屏蔽底座上，光纤陀螺环置于隔板上方。
作为优选方案：所述陀螺屏蔽底座的底面还延伸出对称分布的若干个板状结构，其上设有安装孔，用于对外安装。
作为优选方案：所述陀螺屏蔽底座的底面除板状结构部分，其余部分均向内凹陷。
作为优选方案：所述陀螺屏蔽底座和陀螺屏蔽罩均采用高磁导率软磁合金。
作为优选方案：所述外屏蔽层由上下搭接的外屏蔽层上罩和外屏蔽层下罩组成，对整个惯性组件实施屏蔽。
作为优选方案：外屏蔽层中，所述外屏蔽层上罩和外屏蔽层下罩均为径面开放的半球壳体，外屏蔽层下罩开放面向上固定在惯性组件上方，外屏蔽层上罩开放面向下搭接在外屏蔽层下罩上方。
作为优选方案：外屏蔽层上罩开放面内径小于外屏蔽下罩开放面外径，搭接时，外屏蔽下罩开放面发生弹性形变塞入外屏蔽层上罩开放面，外屏蔽下罩的弹性形变反作用力使其开放面外表面紧贴在外屏蔽上罩开放面内表面。
作为优选方案：外屏蔽层下罩的开放面处设有过线孔，搭接时，外屏蔽层上罩盖住外屏蔽下罩过线孔的一部分，减小了过线孔尺寸。
本发明的有益效果为：
本发明的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，能够有效隔离惯导系统内部的电机磁场，实现对旋转的惯性组件的磁屏蔽防护，以降低光纤陀螺周围的磁场强度，提高惯导系统的导航精度。
附图说明
图1（a）为陀螺屏蔽层结构示意图；
图1（b）为图1（a）的AA剖面图；
图2为外屏蔽层结构示意图；
图3（a）为陀螺屏蔽底座正面结构示意图；
图3（b）为陀螺屏蔽底座底面结构示意图；
图4为陀螺屏蔽罩结构示意图；
图5为外屏蔽层上罩结构示意图；
图6为外屏蔽层下罩结构示意图；
图7为去掉上盖的双轴旋转光纤惯导系统俯视图；
图8为去掉外屏蔽层的双轴旋转光纤惯导系统正视图。
图中，1-陀螺屏蔽底座，2-陀螺屏蔽罩，3-隔板，4-外屏蔽上罩，5-外屏蔽下罩，6-光纤陀螺环，7-惯性组件，9-惯导系统，10-磁屏蔽装置，11-陀螺屏蔽层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置进行详细说明。
本发明的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，包括陀螺屏蔽层和外屏蔽层，陀螺屏蔽层位于外屏蔽层内部，形成双层磁屏蔽结构：陀螺屏蔽层直接对光纤陀螺实施屏蔽，随光纤陀螺一起安装在惯性组件对应的安装面上；外屏蔽层包围整个惯性组件。
如图1所示，所述陀螺屏蔽层包括陀螺屏蔽底座1、陀螺屏蔽罩2和隔板3，隔板3固定在陀螺屏蔽底座1上，光纤陀螺环6支撑于隔板3上方，陀螺屏蔽罩2扣在陀螺屏蔽底座1上，包围光纤陀螺环6和隔板3，对光纤陀螺环6实施屏蔽。
所述陀螺屏蔽底座1包括底面和环形侧壁，总体呈圆盘型。其底面上方设有6个立柱，每个立柱内部设有螺纹孔，为具有3个安装孔的光纤陀螺环6提供六种可选安装方向；其侧壁外侧面设有一圈4mm×2mm的环形凹槽，环形凹槽作为出线孔以便于光纤陀螺的信号线和光纤从内部引出。作为优选方案，陀螺屏蔽底座1的底面还延伸出对称分布的四个三角形板状结构，其上设有安装孔，用于对外安装。作为进一步的优选方案，陀螺屏蔽底座1的底面除四个三角形板状结构的位置，其余部分均向内凹陷0.5mm，以利于提高陀螺屏蔽层对外安装精度。此外，陀螺屏蔽底座1采用高磁导率软磁合金制成，对磁场具有很好的聚合能力。
所述陀螺屏蔽罩2为下端面开放的中空圆柱型壳体，其下端面和侧壁的连接处设有通孔，用于将其固定在陀螺屏蔽底座1上。安装到位后，陀螺屏蔽罩2的下沿会遮盖一部分陀螺屏蔽底座1的环形凹槽，使出线孔尺寸减小至4mm×1mm，该孔尺寸大小满足光纤陀螺环出线要求的最小孔隙。此外，所述陀螺屏蔽罩2为钣金件，优选高磁导率软磁合金，厚度为0.5mm。
所述隔板3通过螺钉固定在陀螺屏蔽底座1上，光纤陀螺环6置于隔板3上方。
如图2所示，所述外屏蔽层由上下搭接的外屏蔽层上罩4和外屏蔽层下罩5组成，对整个惯性组件7实施屏蔽。
如图5、图6所示，外屏蔽层上罩4和外屏蔽层下罩5均为径面开放的半球壳体，外屏蔽层下罩5开放面向上固定在惯性组件上方，外屏蔽层上罩4开放面向下搭接在外屏蔽层下罩5上方，外屏蔽层下罩5的下端和外屏蔽层上罩4的上端均为平面。外屏蔽层的类球状外形，在旋转时具有最优旋转包络外形，使双轴旋转惯导系统结构紧凑化。
外屏蔽层上罩4开放面内径比外屏蔽下罩5开放面外径小0.2mm，由于外屏蔽上罩4开放面的内径比外屏蔽下罩5开放面的外径小，而外屏蔽下罩5又被外屏蔽上罩4包围，因此外屏蔽下罩5的开放面处必须产生一定变形才能塞进外屏蔽上罩4的开放面。通过计算，该变形量在线性范围内，因此外屏蔽下罩5的弹性变形的反作用力使得其开放面外表面紧贴在外屏蔽上罩4开放面的内表面，实现了外屏蔽层上下两部分的完美接触和各自单独安装，使外屏蔽层两部分之间不通过螺钉亦可成为一个完整的屏蔽体。
此外，外屏蔽层下罩5的开放面处，即搭接端面处，设计了一个尺寸为9mm×6mm的过线孔，以及对称分布的若干个尺寸为5mm×2mm的细长槽。通过搭接，外屏蔽上罩4盖住了外屏蔽下罩5的过线孔的一部分，安装完好的外屏蔽层过线孔尺寸仅为4mm×6mm，进一步增强了屏蔽效果。

Claims (10)

1.一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，包括陀螺屏蔽层和外屏蔽层，其特征在于：陀螺屏蔽层位于外屏蔽层内部，形成双层磁屏蔽结构：陀螺屏蔽层直接对光纤陀螺环（6）实施屏蔽，随光纤陀螺一起安装在惯性组件对应的安装面上；外屏蔽层包围整个惯性组件。
2.根据权利要求1所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：所述陀螺屏蔽层包括陀螺屏蔽底座（1）、陀螺屏蔽罩（2）和隔板（3），隔板（3）固定在陀螺屏蔽底座（1）上，光纤陀螺环（6）支撑于隔板（3）上方，陀螺屏蔽罩（2）扣在陀螺屏蔽底座（1）上，包围光纤陀螺环（6）和隔板（3），对光纤陀螺环（6）实施屏蔽。
3.根据权利要求2所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：
陀螺屏蔽层中，所述陀螺屏蔽底座（1）包括底面和环形侧壁，总体呈圆盘型；其侧壁外侧面设有一圈环形凹槽，环形凹槽作为出线孔将光纤陀螺的信号线和光纤从内部引出；
所述陀螺屏蔽罩（2）为下端面开放的中空壳体，其固定在陀螺屏蔽底座（1）上；
所述隔板（3）固定在陀螺屏蔽底座（1）上，光纤陀螺环（6）置于隔板（3）上方。
4.根据权利要求3所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：所述陀螺屏蔽底座（1）的底面还延伸出对称分布的若干个板状结构，其上设有安装孔，用于对外安装。
5.根据权利要求4所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：所述陀螺屏蔽底座（1）的底面除板状结构部分，其余部分均向内凹陷。
6.根据权利要求3所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：所述陀螺屏蔽底座（1）和陀螺屏蔽罩（2）均采用高磁导率软磁合金。
7.根据权利要求1所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：所述外屏蔽层由上下搭接的外屏蔽层上罩（4）和外屏蔽层下罩（5）组成，对整个惯性组件（7）实施屏蔽。
8.根据权利要求7所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：外屏蔽层中，所述外屏蔽层上罩（4）和外屏蔽层下罩（5）均为径面开放的半球壳体，外屏蔽层下罩（5）开放面向上固定在惯性组件上方，外屏蔽层上罩（4）开放面向下搭接在外屏蔽层下罩（5）上方。
9.根据权利要求8所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：外屏蔽层上罩（4）开放面内径小于外屏蔽下罩（5）开放面外径，搭接时，外屏蔽下罩（5）开放面发生弹性形变塞入外屏蔽层上罩（4）开放面，外屏蔽下罩（5）的弹性形变反作用力使其开放面外表面紧贴在外屏蔽上罩（4）开放面内表面。
10.根据权利要求9所述的一种双轴旋转光纤惯导系统磁屏蔽装置，其特征在于：外屏蔽层下罩（5）的开放面处设有过线孔，搭接时，外屏蔽层上罩（4）盖住外屏蔽下罩（5）过线孔的一部分，减小了过线孔尺寸。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106908051A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 北京自动化控制设备研究所 一种高精度光纤陀螺双层磁屏蔽罩及其热处理方法
CN111197981A (zh) * 2018-11-16 2020-05-26 北京自动化控制设备研究所 一种对惯性组合整体屏蔽的双轴旋转装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5822065A (en) * 1996-07-26 1998-10-13 Litton Systems, Inc. Conically arranged fiber optic gyroscope coils
CN101598554A (zh) * 2009-07-14 2009-12-09 北京航空航天大学 一种按功能分区设计的光纤陀螺骨架
CN101922938A (zh) * 2010-07-14 2010-12-22 北京航空航天大学 一种高精度pos用激光陀螺惯性测量系统
CN102620728A (zh) * 2012-03-22 2012-08-01 北京航空航天大学 一种用于高精度光纤陀螺的双层磁防护承环装置
CN102636169A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 北京航空航天大学 一种基于三轴一体高精度光纤陀螺的车载动态定位定向仪
CN102636164A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 北京航空航天大学 一种用于高精度捷联系统的光纤陀螺imu组合
CN102980578A (zh) * 2012-11-15 2013-03-20 北京自动化控制设备研究所 一种双轴旋转光纤捷联惯性导航装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5822065A (en) * 1996-07-26 1998-10-13 Litton Systems, Inc. Conically arranged fiber optic gyroscope coils
CN101598554A (zh) * 2009-07-14 2009-12-09 北京航空航天大学 一种按功能分区设计的光纤陀螺骨架
CN101922938A (zh) * 2010-07-14 2010-12-22 北京航空航天大学 一种高精度pos用激光陀螺惯性测量系统
CN102620728A (zh) * 2012-03-22 2012-08-01 北京航空航天大学 一种用于高精度光纤陀螺的双层磁防护承环装置
CN102636169A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 北京航空航天大学 一种基于三轴一体高精度光纤陀螺的车载动态定位定向仪
CN102636164A (zh) * 2012-04-18 2012-08-15 北京航空航天大学 一种用于高精度捷联系统的光纤陀螺imu组合
CN102980578A (zh) * 2012-11-15 2013-03-20 北京自动化控制设备研究所 一种双轴旋转光纤捷联惯性导航装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106908051A (zh) * 2015-12-23 2017-06-30 北京自动化控制设备研究所 一种高精度光纤陀螺双层磁屏蔽罩及其热处理方法
CN111197981A (zh) * 2018-11-16 2020-05-26 北京自动化控制设备研究所 一种对惯性组合整体屏蔽的双轴旋转装置

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