CN105674983A - 模块化惯导系统的基本模块结构 - Google Patents

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刘志军
张俊堂
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Abstract

本发明提供了一种用于生产模块化惯导产品的模块化惯导系统的基本模块结构，用于安装陀螺仪的模块a和模块d；用于框架组成的模块b，用于安装电路的模块c，模块a与模块b具有相同的外围拼装榫卯结构，两侧的榫卯齿槽的精度按IT6级加工，用以实现定位功能，系统装配时，根据系统的要求，选用2～5个模块a和2～4个模块b构成系统。具有适应性广，组合方便、灵活，易组织规模化生产等优点，工程化应用程度高。基础模块采用可高精度定位的榫卯结构实现可靠连接，各模块分工合理、明确，兼顾了精度、环境适应性、能够大大简化惯导产品的生产过程、缩短研制过程，同时还可以满足用户绝大多数个性化要求。

Description

模块化惯导系统的基本模块结构
技术领域
本发明涉及惯导系统安装和固定技术。
背景技术
惯导系统作为各种高性能载具所必备的设备，正在得到越来越广泛的应用。由于各类载具各具特点，其上使用的惯导系统，或外形或尺寸或环境适应能力，均存在着较大差异。这种情况使得惯导系统的结构设计存在着极大的不确定性，尽管惯导系统功能大同小异，可即使在性能相近的系统上也无法实现结构上通用化。这种情况极大地拖延了惯导产品的交付周期、极大地增加了惯导系统设计人员的工作量，是摆在所有惯导系统设计人员面前的一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种能够在一定程度上解决上述问题的模块化设计思路，并详细陈述其组成及工作原理。
本发明是一种模块化惯导系统的基本模块结构，其中，包括：模块a、模块b、模块c、模块d；其中模块a和模块b为外形相同的正方形结构，并且，在模块a和模块b外围，形成榫卯结构；
模块a和模块b用于组成模块化惯导系统的框架，模块c外围尺寸小于模块a和模块b，用于安装电路板，模块d为根据加速度计定制的配合模块，用于实现加速度计和模块a的连接。
如上所述的一种模块化惯导系统的基本模块结构，其中，所述的榫卯结构为：在模块a和模块b的边上，形成多个凸起，整体为方波形状；相对的两个边上的凸起结构形式完全相同，相邻两个边上的凸起结构形式不同，在不同结构形式的两个边之间，凸起之间相互错开，使得模块a之间、模块a和模块b之间，模块b之间，实现相互垂直拼接，并且形成正方体。
本发明的有益效果在于：提供了四种用于惯导系统的基本模块结构，特别是涉及到在一套惯导系统中，可以直接组成惯性组件的基本模块。惯性组件包含陀螺仪、加速度计和与其相关的处理电路。
附图说明
图1表示了使用本发明所述模块化惯导系统的基本模块结构组成惯导系统的第一个组合形式。
图2表示了使用本发明所述模块化惯导系统的基本模块结构组成惯导系统的第二个组合形式。
图3表示了本发明所述模块化惯导系统的基本模块中模块a的结构；
图4表示了本发明所述模块化惯导系统的基本模块中模块b的结构；
图5表示了本发明所述模块化惯导系统的基本模块中模块c的结构；其中，(a)为侧视图，(b)为正视图；
图6表示了本发明所述模块化惯导系统的基本模块中模块d的结构；其中，(a)为正视图，(b)为侧视图。
其中，1模块a，2模块b，3模块c，4模块d。
具体实施方式
以下，结合附图和具体实施方式对于本发明做进一步的说明。
众所周知，产品的模块化设计可以大幅提高生产效率、降低生产成本的作用，同时模块化设计还可以为用户提供较多的个性化设计选择元素，是惯导产品降低生产成本，大幅提高生产效率的一种有效途径。但其最为关键的因素是设计出合理、有效的基础功能模块，并能够保证各模块间的有效对接。
本发明所述的基本模块的结构形式借鉴了中国古代建筑中常用的榫卯结构，模块a(见附图3)用于安装陀螺仪和模块d(见附图6)；模块a与模块b(见附图4)具有相同的外围拼装榫卯结构，两侧的榫卯齿槽的精度按IT6级加工，用以实现定位功能，系统装配时，可根据系统的要求，选用2～5个模块a和2～4个模块b构成系统，模块a和模块b的总数最少为5个，最多6个，视系统要求确定；模块a中有四个螺纹孔环绕的两个圆孔用于安装模块d，模块d应根据结构装配需要，选择其中一个部位进行安装，模块a上提供了三个用于安装陀螺仪的螺纹孔。
本实施例中，模块大小设置为能够安装的陀螺仪的最大直径为92mm加上该陀螺仪的轴向尺寸，不过这种情况必须要保证陀螺仪的安装孔位分布尺寸(含螺纹孔直径)，不得大于80mm×80mm，陀螺仪直径小于92mm时，不受该约束限制，图中模块a上有三个减轻孔，这些减轻孔可根据陀螺仪安装孔位进行调整和取消；模块a和模块b上有四个大螺纹孔，用于实现与底板类零件连接，模块b上还有四个沉头过孔，用于固定电路模块c(见附图5)；模块c为电路模块，通过四个安装孔实现与其他模块的对接，为保证模块的可扩展性，安装孔采用过孔形式，在安装孔的端部按照标准螺母的对边尺寸开槽，装配时，在最后一个电路模块的开槽处，镶入标准螺母，实现对接安装，开槽的作用是卡住标准螺母的对边，防止旋紧连接螺钉时，螺母随动，同时该模块采用对称结构见附图中的右视图，这样可以保证电路的元件面按照需要来放置；模块d是安装加速度计的模块，该模块属于半成品模块，中间的圆孔用于穿过加速度计本体，其大小和周围四个螺纹孔的孔距需要根据不同的加速度计结构来确定，在一套模块化惯导系统中，模块d的数量与模块a的数量相等，模块d通过定位销实现与模块a的定位。
基础模块具有多种可行的组合形式，组合样式灵活多样，且可兼容多种惯性元件的外形尺寸，适应性极强，且充分考虑了各模块之间的相互定位关系。附图1和附图2分别给出了一种组合形式，图2中为更多的显示结构特点，模块组合体在图中处于倒置的状态。
模块a的正面安装陀螺仪，背面安装加速度计模块，为保证加速度计模块的安装不浪费内部空间的同时，不出现相互之间的干涉情况，模块a通过设置多组螺钉孔和安装用孔来提供多处安装加速度计模块的位置，本例中，模块a提供2处安装加速度计模块的位置，当三个模块a组合安装后，可以为加速度计模块提供6个安装位置，按照本发明提供的加速度计模块安装位置，总可以找到三个位置合理使用内部空间。
系统使用几个陀螺仪，就选用几个模块a，模块a上为陀螺仪提供了安装螺纹孔和定位基准面。陀螺仪之间的相互垂直要求依靠榫卯结构的结构形式就可以保证，本发明所设计的榫卯结构不仅具有连接功能，还兼具定位功能，通过合理的公差配合设计，完全可以保证各模块连接后满足惯导系统所需的精度要求。
模块a、模块b和模块d是保证惯性元件安装精度要求的主要模块，其设计采用平板结构，大大简化了加工难度，且模块a和模块b的外廓形状、尺寸完全相同，更易组织大规模批量生产，且加工完相同的外廓后，可根据需求量的多少来安排模块a与模块b的加工数量。
本发明说明中，对模块c进行了简化，用简单的金属隔板替代了其上安装的电路板。这种简化只是与实际产品略有差别，并不影响本发明的先进特性。
模块b的作用包括连接模块a、模块c和底板一类的对外连接件，因此其上未制出安装模块d的位置，这样可以更好的突出各模块的专业特征。
在进一步的实施例中，还可以添加其它辅助模块，例如，安装底板、外罩和对外电器连接部件，本领域技术人员可以按照现有技术自行设计，属于公知技术。

Claims (2)

1.一种模块化惯导系统的基本模块结构，其中，包括：模块a、模块b、模块c、模块d；其中模块a和模块b为外形相同的正方形结构，并且，在模块a和模块b外围，形成榫卯结构；
模块a和模块b用于组成模块化惯导系统的框架，模块c外围尺寸小于模块a和模块b，用于安装电路板，模块d为根据加速度计定制的配合模块，用于实现加速度计和模块a的连接。
2.如权利要求1所述的一种模块化惯导系统的基本模块结构，其中，所述的榫卯结构为：在模块a和模块b的边上，形成多个凸起，整体为方波形状；相对的两个边上的凸起结构形式完全相同，相邻两个边上的凸起结构形式不同，在不同结构形式的两个边之间，凸起之间相互错开，使得模块a之间、模块a和模块b之间，模块b之间，实现相互垂直拼接，并且形成正方体。
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