CN106289253B - 一种船用轻小型惯性姿态敏感器 - Google Patents

一种船用轻小型惯性姿态敏感器 Download PDF

Info

Publication number
CN106289253B
CN106289253B CN201610816757.7A CN201610816757A CN106289253B CN 106289253 B CN106289253 B CN 106289253B CN 201610816757 A CN201610816757 A CN 201610816757A CN 106289253 B CN106289253 B CN 106289253B
Authority
CN
China
Prior art keywords
base
small
gyroscope
vessel
attitude sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610816757.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106289253A (zh
Inventor
许雯雯
孙丹
吴建铭
李晓红
焦舰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Original Assignee
Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Aerospace Control Technology Institute filed Critical Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority to CN201610816757.7A priority Critical patent/CN106289253B/zh
Publication of CN106289253A publication Critical patent/CN106289253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106289253B publication Critical patent/CN106289253B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
    • G01C21/18—Stabilised platforms, e.g. by gyroscope

Abstract

一种船用轻小型惯性姿态敏感器，包含机座、安装在机座内部的两只陀螺仪、安装在机座上的电路板、以及安装在机座上并与机座形成封闭式结构的罩壳，机座包含一体化连接的底座和陀螺仪安装部，陀螺仪安装在机座上的陀螺仪安装孔内，两个陀螺仪的敏感轴互相垂直，形成正交的惯性测量系统。本发明使用少量零部件组成两轴正交测量系统，实现获取船体（或平台）横摇和纵摇角速率等姿态数据并将惯性测量值接入姿态控制系统，结构简单，安装精度高、装调方便，体积小，重量轻，适用于舰船的某种特殊应用要求。

Description

一种船用轻小型惯性姿态敏感器
技术领域
本发明涉及舰船的姿态控制技术领域，尤其涉及一种船用轻小型惯性姿态敏感器。
背景技术
随着我国海上军事力量的不断增强，各种舰艇、轮船等海军装备的发展也成为今后几年甚至是几十年的战略发展重点。
船体（或平台）的姿态是载体操纵和控制其他功能系统所需的重要参数。惯性姿态敏感器作为姿态控制系统中的关键单机，应用于船体（或平台）姿态机动与姿态稳定等控制环节，其精度和可靠性往往制约着平台指向精度和可靠性。而且由于试验需求，对惯性姿态敏感器的安装、拆卸、体积和重量都有更高要求。
现有的惯性姿态敏感器的种类和组成形式多样，通常零部件数量多、结构复杂、装调困难，在测量精度和测速范围上无法完全符合要求，同时重量、体积和功耗均比较大。
发明内容
本发明提供一种船用轻小型惯性姿态敏感器，使用少量零部件组成两轴正交测量系统，实现获取船体（或平台）横摇和纵摇角速率等姿态数据并将惯性测量值接入姿态控制系统，结构简单，安装精度高、装调方便，体积小，重量轻，适用于舰船的某种特殊应用要求。
为了达到上述目的，本发明提供一种船用轻小型惯性姿态敏感器，包含：机座、安装在机座内部的两只陀螺仪、安装在机座上的电路板、以及安装在机座上并与机座形成封闭式结构的罩壳；
所述的机座包含一体化连接的底座和陀螺仪安装部，所述的陀螺仪安装部具有两个陀螺仪安装孔，该机座提供三个直角坐标基准面，底座和陀螺仪安装部构成大面积导热平面；
所述的陀螺仪安装在机座上的陀螺仪安装孔内，两个陀螺仪的敏感轴互相垂直，形成正交的惯性测量系统。
所述的底座上具有凹槽，用于放置密封圈。
所述的陀螺仪采用单自由度液浮陀螺仪。
所述的惯性姿态敏感器还包含多个支架，该支架安装在机座的陀螺仪安装部外侧。
所述的电路板包含电源板和信号板，该电源板安装在陀螺仪安装部的外侧和支架上，该信号板安装在陀螺仪安装部的外侧和支架上。
所述的支架上具有多个凸耳，用于安装电路板，所述的凸耳上安装卡箍，用于梳理内部走线。
所述的电路板采用镂空设计，功率器件置于镂空处，直接安装在机座上。
所述的惯性姿态敏感器还包含密封圈，其设置在机座上的凹槽内，所述的罩壳压于密封圈之上并与机座固定连接组成封闭式结构。
所述的惯性姿态敏感器还包含接插件，其安装在罩壳顶端中心位置，作为惯性姿态敏感器的电特性输入输出接口。
本发明的优点和有益效果如下：
1、机座上的陀螺仪安装部与底座一体化设计，提高了安装精度和结构强度，保证了惯性姿态敏感器的测量精度；
2、零部件数量少，结构简单，成本低，加工、装配、调试方便，易于批量生产；
3、充分考虑了热设计、力学设计、环境设计，可靠性高；
4、高度集成化及紧凑设计，体积小、重量轻、功耗低，广泛适用于各种船体和平台。
附图说明
图1是本发明提供的一种船用轻小型惯性姿态敏感器的外观主视图。
图2是本发明提供的一种船用轻小型惯性姿态敏感器的外观俯视图。
图3是本发明的内部结构侧视图。
图4是本发明的内部结构俯视图。
图5是本发明的内部结构立体图。
图6是机座的立体图。
图7是陀螺仪的立体图。
具体实施方式
以下根据图1～图7，具体说明本发明的较佳实施例。
如图1～图5所示，本发明提供一种船用轻小型惯性姿态敏感器，包含：机座1、安装在机座1内部的两只陀螺仪4、安装在机座1上的电路板、以及安装在机座1上并与机座1形成封闭式结构的罩壳2（本实施例中，该罩壳2由整块铝合金铣出）。
如图6所示，所述的机座1包含一体化连接的底座12和陀螺仪安装部11，该机座1提供三个直角坐标基准面，底座12和陀螺仪安装部11构成大面积导热平面，作为惯性姿态敏感器的主要的热传导途径。
所述的底座12上具有凹槽101，用于放置密封圈；所述的陀螺仪安装部11具有两个陀螺仪安装孔102，用于安装陀螺仪。
如图7所示，所述的陀螺仪4的X轴方向沿陀螺仪的主轴方向，敏感轴（Y轴）方向沿陀螺仪上的豁口401方向，Z轴方向分别与X轴和Y轴垂直。如图4所示，所述的陀螺仪4通过压块5和螺钉9安装在机座1上的陀螺仪安装孔102内，两个陀螺仪4的敏感轴互相垂直，形成正交的惯性测量系统。本实施例中，所述的陀螺仪4采用单自由度液浮陀螺仪。
如图3～图5所示，所述的惯性姿态敏感器还包含多个支架6，该支架6通过螺钉9安装在机座1的陀螺仪安装部11外侧，本实施例中，设置4个支架6，分别安装在陀螺仪安装部11的四个角，该支架6既可用于安装电路板，又可作为结构的加强筋，提高了电路组件的刚度、强度、抗冲击性能。
如图5所示，所述的支架6上具有多个凸耳601，螺钉9穿过电路板和凸耳601将电路板固定在支架6上，根据需要可以在支架6的凸耳601上安装用于梳理产品内部走线的卡箍，通过螺母和螺钉9的配合，使卡箍安装到凸耳601上，使产品内部的走线简单可靠。
如图4和图5所示，所述的电路板包含电源板7和信号板8，该电源板7通过螺钉9安装在陀螺仪安装部11的外侧和支架6上，该信号板8通过螺钉9安装在陀螺仪安装部11的外侧和支架6上。所述的电路板采用镂空设计，功率器件置于镂空处，直接用螺钉安装在机座1上，便于热传导，电路板经过小型化和集成化设计，具备以往的陀螺电机供电电源电路、陀螺再平衡回路、陀螺信号变换及驱动电路等功能，精度不变，可靠性提高，电路板面积大幅减小。
如图3和图6所示，所述的惯性姿态敏感器还包含密封圈10，其设置在机座1上的凹槽101内，所述的罩壳2压于密封圈10之上并通过螺钉9与机座1固定连接组成封闭式结构，在恶劣环境中可以起到防潮的作用。
如图1～图3所示，所述的惯性姿态敏感器还包含接插件3，其安装在罩壳2顶端中心位置，作为惯性姿态敏感器的电特性输入输出接口。
本发明使用2只陀螺仪、2块配套电路板等少量零部件组成两轴正交测量系统，实现获取船体（或平台）横摇和纵摇角速率等姿态数据并将惯性测量值接入姿态控制系统，结构简单，安装精度高、装调方便，体积小，重量轻，适用于舰船的某种特殊应用要求。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，包含：机座（1）、安装在机座（1）内部的两只陀螺仪（4）、安装在机座（1）上的电路板、以及安装在机座（1）上并与机座（1）形成封闭式结构的罩壳（2）；
所述的机座（1）包含一体化连接的底座（12）和陀螺仪安装部（11），所述的陀螺仪安装部（11）具有两个陀螺仪安装孔（102），该机座（1）提供三个直角坐标基准面，底座（12）和陀螺仪安装部（11）构成大面积导热平面；
所述的陀螺仪（4）安装在机座（1）上的陀螺仪安装孔（102）内，两个陀螺仪（4）的敏感轴互相垂直，形成正交的惯性测量系统。
2.如权利要求1所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的底座（12）上具有凹槽（101），用于放置密封圈。
3.如权利要求1所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的陀螺仪（4）采用单自由度液浮陀螺仪。
4.如权利要求1所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的惯性姿态敏感器还包含多个支架（6），该支架（6）安装在机座（1）的陀螺仪安装部（11）外侧。
5.如权利要求4所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的电路板包含电源板（7）和信号板（8），该电源板（7）安装在陀螺仪安装部（11）的外侧和支架（6）上，该信号板（8）安装在陀螺仪安装部（11）的外侧和支架（6）上。
6.如权利要求5所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的支架（6）上具有多个凸耳（601），用于安装电路板，所述的凸耳（601）上安装卡箍，用于梳理内部走线。
7.如权利要求6所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的电路板采用镂空设计，功率器件置于镂空处，直接安装在机座（1）上。
8.如权利要求2所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的惯性姿态敏感器还包含密封圈（10），其设置在机座（1）上的凹槽（101）内，所述的罩壳（2）压于密封圈（10）之上并与机座（1）固定连接组成封闭式结构。
9.如权利要求1-8中任意一个所述的船用轻小型惯性姿态敏感器，其特征在于，所述的惯性姿态敏感器还包含接插件（3），其安装在罩壳（2）顶端中心位置，作为惯性姿态敏感器的电特性输入输出接口。
CN201610816757.7A 2016-09-12 2016-09-12 一种船用轻小型惯性姿态敏感器 Active CN106289253B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610816757.7A CN106289253B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 一种船用轻小型惯性姿态敏感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610816757.7A CN106289253B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 一种船用轻小型惯性姿态敏感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106289253A CN106289253A (zh) 2017-01-04
CN106289253B true CN106289253B (zh) 2019-07-02

Family

ID=57710702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610816757.7A Active CN106289253B (zh) 2016-09-12 2016-09-12 一种船用轻小型惯性姿态敏感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106289253B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107289934A (zh) * 2017-08-03 2017-10-24 重庆市皓颖科技发展有限公司 一种低成本高精度的姿态传感器
CN110018414A (zh) * 2019-03-07 2019-07-16 武汉华中天纬测控有限公司 一种隔离开关分合闸状态监测设备及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101750065A (zh) * 2008-11-28 2010-06-23 国营三四○五厂 一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置
CN103674026A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 上海新跃仪表厂 适用于微小卫星的小型化液浮惯性姿态敏感器
CN203704938U (zh) * 2014-04-08 2014-07-09 北京全信科工科技发展有限公司 一种陀螺仪组件
CN104457731A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 西安中科华芯测控有限公司 一种双轴光纤陀螺仪

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101893451B (zh) * 2009-05-22 2013-08-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 电容式传感器及陀螺仪

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101750065A (zh) * 2008-11-28 2010-06-23 国营三四○五厂 一种高密度液浮陀螺捷联惯性测量装置
CN103674026A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 上海新跃仪表厂 适用于微小卫星的小型化液浮惯性姿态敏感器
CN203704938U (zh) * 2014-04-08 2014-07-09 北京全信科工科技发展有限公司 一种陀螺仪组件
CN104457731A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 西安中科华芯测控有限公司 一种双轴光纤陀螺仪

Also Published As

Publication number Publication date
CN106289253A (zh) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101922938B (zh) 一种高精度pos用激光陀螺惯性测量系统
CN102636169B (zh) 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
CN108168535B (zh) 一种用于运载火箭光纤速率陀螺的四点减振系统
CN101233414A (zh) 传感器部件
CN110823220B (zh) 一种三轴一体光纤陀螺惯性测量装置
CN106289253B (zh) 一种船用轻小型惯性姿态敏感器
CN103644912A (zh) 一种多表冗余的激光陀螺捷联惯性测量装置
CN107677262A (zh) 一种光纤陀螺惯性测量空间四点减振系统
CN205333080U (zh) 一种高精度光纤捷联惯导系统
CN109186588A (zh) 一种微型多模星敏感器
CN204594467U (zh) 惯性测量装置及无人机
CN109238278A (zh) 一种激光捷联惯性测量组合装置
CN106840172B (zh) 模拟式太阳敏感器及其安装结构和测量方法
CN112229400B (zh) 一种小型化微机电陀螺惯性/卫星组合导航系统
JP2022517829A (ja) センサユニット、慣性計測ユニット及び移動機器
CN205879342U (zh) 一种磁悬浮天平
CN201397343Y (zh) 惯性测量装置
CN109596295B (zh) 一种多轴向振动台线振动的激光绝对校准装置
CN107607114A (zh) 一种数字陀螺稳定平台、在线频率特性软测试系统及方法
CN107966144B (zh) 一种基于mems传感器的惯性测量组合的装配体结构
CN202648649U (zh) 目标方位传感器
CN207456462U (zh) 一种微惯性测量单元和惯性测量单元检测设备
CN201116875Y (zh) 微机械惯性导航装置
CN1888821B (zh) 光纤陀螺空间应用的轻型组合结构
CN207649589U (zh) 固定翼航模舵面电子角度尺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant