CN103884328A - 光纤陀螺磁屏蔽装置 - Google Patents

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曲兆明
刘军
周星
雷忆三
王东红
官建国
杨清熙
赵敏
王妍
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    • G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
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Abstract

本发明公开了一种光纤陀螺磁屏蔽装置，它包括陀螺帽、光纤座和陀螺底盘；所述光纤帽为带有下沿的礼帽状，其包括帽体、帽体平沿和帽体下沿；所述光纤座为带有下沿的顶部开口的礼帽状，其包括轴体、轴体平沿和轴体下沿；所述陀螺底盘为盘状；所述帽体平沿、轴体平沿和陀螺底盘依次自上而下紧配合；所述帽体下沿、轴体下沿和陀螺底盘依次由外而内紧配合；帽体和轴体外表面之间组成空腔；轴体内中空；陀螺帽、光纤座和陀螺底盘均采用材质为碳纤维三维立体编织体的树脂基复合材料；陀螺帽、轴体平沿、轴体下沿和陀螺底盘的纤维中镀镍。本发明用于光纤环的防护，具有重量轻、强度大、一次成型连续性好且磁屏蔽抑制效能好的优势。

Description

光纤陀螺磁屏蔽装置
技术领域
本发明涉及一种光纤陀螺磁屏蔽装置，属于光纤陀螺配件。
背景技术
光纤陀螺是飞行器导航系统的重要组成部分，是实现飞行器或武器装备高精度导航的重要保障。受控制技术、陀螺内部器件结构特征及制作工艺等因素制约，陀螺系统一直存在易受磁场环境影响、精度不高、长期稳定性差等的问题，特别是在惯导系统小型化、轻质化要求较高的飞行装备中，这些问题已成为飞行器精确导航技术发展的瓶颈。
近年来，光纤陀螺研究单位已在电磁兼容性设计、敏感环工艺技术改进、电路补偿和磁屏蔽等抑制技术方面，进行了一些有益的探索，取得了一定的进展。但是多数还没有采取磁屏蔽设计，导致光纤陀螺精度不高，长期稳定性差等问题，部分单位采用了坡莫合金等手段进行屏蔽，但是陀螺整体结构性能差、屏蔽所导致的体积和重量偏大，不能满足轻质、高强度和小型化对光纤陀螺的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种重量轻、强度大、一次成型连续性好且磁屏蔽抑制效能好的光纤陀螺磁屏蔽装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
本发明包括陀螺帽、光纤座和陀螺底盘；所述光纤帽为带有下沿的礼帽状，其包括帽体、帽体平沿和竖直于帽体平沿的帽体下沿；所述光纤座为带有下沿的顶部开口的礼帽状，其包括轴体、轴体平沿和竖直于轴体平沿的轴体下沿；所述陀螺底盘为盘状；所述帽体平沿、轴体平沿和陀螺底盘依次自上而下紧配合；所述帽体下沿、轴体下沿和陀螺底盘依次由外而内紧配合；所述帽体和轴体外表面之间组成空腔；所述轴体内中空；
所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘均采用材质为碳纤维三维立体编织体的树脂基复合材料；
所述陀螺帽、轴体平沿、轴体下沿和陀螺底盘的纤维中镀镍。
所述轴体内部中空处设有隔板，所述隔板上设有穿线孔。
所述帽体平沿的下表面和轴体平沿的上表面之间设有1个以上的相适配的盲孔和凸台。
所述轴体平沿的下表面和陀螺底盘的上表面之间设有1个以上的相适配的盲孔和凸台。
所述帽体平沿、轴体平沿和陀螺底盘上均设有螺栓孔，其之间通过螺栓紧固。
所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘均为一次性无余量三维立体编织成型。
本发明所产生的积极效果如下：
（1）帽体和轴体外表面之间组成空腔，用于放置光纤环，轴体内中空设有隔板，分隔放置光纤陀螺的其他配件，隔板上设置穿线孔，便于隔板上下的空间相互走线；采用镀镍碳纤维三维立体编织体填充型树脂基复合材质作为光纤陀螺的自支撑结构材料，具有拉伸强度大、整体质量轻和磁屏蔽性能好的优势，可以同时满足光纤陀螺的整体减重、力学强度高和磁抑制的结构功能一体化要求，显著提高光纤陀螺的精度和稳定性。
（2）陀螺帽、光纤座和陀螺底盘由于采用三维立体编织一次成型工艺，纤维结构是整体的，提高了磁路的连续性；帽体平沿、轴体平沿均带有竖直下沿，和陀螺底盘组成阶梯式过渡设计，同时，轴体部分不镀镍、其他部分镀镍的非磁性化工艺，加大了接触面积，避免了内部磁性材料可能造成的磁场的引入，影响磁屏蔽效果，对于提高光纤陀螺结构的磁抑制性能都具有重要价值。
（3）本发明所采用的树脂基复合工艺制作的材料还具有绝热性能好的特点，对于提高光纤陀螺的外部环境适应性也有很好的作用。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
其中，1帽体、2帽体平沿、3帽体下沿、4轴体、5轴体平沿、6轴体下沿、7隔板、8穿线孔、9陀螺底盘、10螺栓、11盲孔、12凸台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明：
由图1所示的实施例1可知，它包括帽体1、帽体平沿2和竖直于帽体平沿2的帽体下沿3；所述光纤座为带有下沿的顶部开口的礼帽状，其包括轴体4、轴体平沿5和竖直于轴体平沿5的轴体下沿6；所述陀螺底盘9为盘状；所述帽体平沿2、轴体平沿5和陀螺底盘9依次自上而下紧配合；所述帽体下沿3、轴体下沿6和陀螺底盘9依次由外而内紧配合；所述帽体1和轴体4外表面之间组成空腔；所述轴体4内中空；
所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘9均采用材质为碳纤维三维立体编织体的树脂基复合材料；
所述陀螺帽、轴体平沿5、轴体下沿6和陀螺底盘9的纤维中镀镍；所述轴体4的纤维中不镀镍。
所述轴体4内部中空处设有隔板7，所述隔板7上设有穿线孔8。
所述帽体平沿2、轴体平沿5和陀螺底盘9上均设有螺栓孔，其之间通过螺栓10紧固。
所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘9均为一次性无余量三维立体编织成型。
由图2所示的实施例2可知，
所述帽体平沿2的下表面和轴体平沿5的上表面之间设有1个以上的相适配的盲孔11和凸台12。
所述轴体平沿5的下表面和陀螺底盘9的上表面之间设有1个以上的相适配的盲孔11和凸台12。
实施例2的其余部分与实施例1相同，不做复述。
在实施例1~2中，本发明为圆饼状，帽体1的外直径为12cm、内直径为11.5cm，轴体4的外直径为9cm、内直径为8cm，穿线孔8的直径为1cm以及陀螺底盘9的半径为9cm。
采用三维五向立体编织规则一次性编织陀螺帽、光纤座和陀螺底盘，然后对陀螺帽和陀螺底盘9编织体进行整体镀镍，对光纤座编织体的轴体平沿5和轴体下沿6进行镀镍，之后与环氧树脂材料制作完成复合材料，从而制成如图1~2所示的光纤陀螺配件，所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘9的接触面，均采用垂直阶梯式过渡设计。
所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘9均为轴对称性的圆柱面或圆盘形状，轴体4内中空，其中间部分设有隔板7，隔板7的中心开有穿线孔8，便于隔板7上、下的其他配件间走线；在帽体平沿2、轴体平沿5和陀螺底盘9的上开有螺栓孔。在本实施例1~2中，沿着帽体平沿2、轴体平沿5和陀螺底盘9的圆形边缘处，按照均匀排列开直径为0.3cm螺栓孔六个。
按照上述方案制作成光纤陀螺磁屏蔽装置之后，在轴体4的外侧与帽体1之间相应部位安装光纤环，在轴体4内安装需要的电路和数据线，然后将帽体平沿2、轴体平沿5和陀螺底盘9用螺栓10固定，可以支撑具有磁屏蔽功能的光纤陀螺。
综上所述，仅为本发明较佳的实施例，不以此限定本发明实施的范围，但凡依据本发明申请专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应作为本发明的技术范畴。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，本发明未述部分与现有技术相同。

Claims (6)

1.一种光纤陀螺磁屏蔽装置，其特征在于：包括陀螺帽、光纤座和陀螺底盘（9）；所述光纤帽为带有下沿的礼帽状，其包括帽体（1）、帽体平沿（2）和竖直于帽体平沿（2）的帽体下沿（3）；所述光纤座为带有下沿的顶部开口的礼帽状，其包括轴体（4）、轴体平沿（5）和竖直于轴体平沿（5）的轴体下沿（6）；所述陀螺底盘（9）为盘状；所述帽体平沿（2）、轴体平沿（5）和陀螺底盘（9）依次自上而下紧配合；所述帽体下沿（3）、轴体下沿（6）和陀螺底盘（9）依次由外而内紧配合；所述帽体（1）和轴体（4）外表面之间组成空腔；所述轴体（4）内中空；
所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘（9）均采用材质为碳纤维三维立体编织体的树脂基复合材料；
所述陀螺帽、轴体平沿（5）、轴体下沿（6）和陀螺底盘（9）的纤维中镀镍。
2.根据权利要求1所述的光纤陀螺磁屏蔽装置，其特征在于：所述轴体（4）内部中空处设有隔板（7），所述隔板（7）上设有穿线孔（8）。
3.根据权利要求2所述的光纤陀螺磁屏蔽装置，其特征在于：所述帽体平沿（2）的下表面和轴体平沿（5）的上表面之间设有1个以上的相适配的盲孔（11）和凸台（12）。
4.根据权利要求3所述的光纤陀螺磁屏蔽装置，其特征在于：所述轴体平沿（5）的下表面和陀螺底盘（9）的上表面之间设有1个以上的相适配的盲孔（11）和凸台（12）。
5.根据权利要求4所述的光纤陀螺磁屏蔽装置，其特征在于：所述帽体平沿（2）、
轴体平沿（5）和陀螺底盘（9）上均设有螺栓孔，其之间通过螺栓（10）紧固。
6.根据权利要求5所述的光纤陀螺磁屏蔽装置，其特征在于：所述陀螺帽、光纤座和陀螺底盘（9）均为一次性无余量三维立体编织成型。
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