CN107256042A - 一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置 - Google Patents

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魏艳勇
石慧
王鹏辉
王智奇
乔娟
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    • G05D17/02—Control of torque; Control of mechanical power characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，包括多面体磁极安装骨架、激磁线圈、永磁体、动圈骨架、传感器线圈和力矩器线圈，激磁线圈和永磁体安装在多面体磁极安装骨架上组成定子组件，在多面体磁极安装骨架的外侧同轴设置动圈骨架，该动圈骨架上布置有传感器线圈和力矩器线圈。本发明所述一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，本发明对液浮惯性仪表用传感器及力矩器结构进行改进，达到小型化的目标，并能满足惯性仪表的指标要求，适用于液浮惯性仪表中低精度的应用领域。

Description

一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置
技术领域
本发明涉及单自由度液浮惯性仪表用传感器及力矩器技术领域，尤其是一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置。
背景技术
液浮惯性器件，如陀螺仪和加速度计，属于技术成熟的产品，有精度高、可靠性好等诸多优点，目前仍广泛装备于现役武器装备。传统的液浮陀螺仪及加速度计结构往往比较复杂，体积大，与现代武器装备对惯性仪表非常苛刻的体积需求背离。
在液浮惯性仪表中，传感器是测量惯性仪表敏感外界输入的关键元件，力矩器则用于控制或保持惯性仪表敏感器件的工作位置。传感器及力矩器属于惯性仪表的控制环节，是液浮惯性仪表中重要的配套元件。一般情况下，传感器及力矩器都有各自的结构，并且以独立成套的结构安装在液浮惯性仪表中。以下结合附图对现有传感器和力矩器的结构进行简单介绍：
图1为现有液浮惯性仪表动圈传感器结构。包括激磁线圈1，动圈2，导磁环3(图1中导磁环在内，激磁线圈在外，但也可能是激磁线圈在内，导磁环在外)。图2为现有液浮惯性仪表永磁力矩器结构。包括永磁体4，动圈5，导磁环6(图2中导磁环在外，永磁体在内，但也可能是导磁环在内，永磁体在外)。
由于传感器及力矩器以独立成套的结构安装在液浮惯性仪表中，因此占用空间较大。而目前在液浮惯性仪表中低精度的应用领域，对小型化需求迫切，因此现有的结构已经不能满足要求。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种设计合理、结构紧凑、体积小的应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置。
本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，其特征在于：包括多面体磁极安装骨架、激磁线圈、永磁体、动圈骨架、传感器线圈和力矩器线圈，激磁线圈和永磁体安装在多面体磁极安装骨架上组成定子组件，在多面体磁极安装骨架的外侧同轴设置动圈骨架，该动圈骨架上布置有传感器线圈和力矩器线圈。
而且，所述的永磁体为四个或六个。
而且，所述的多面体磁极安装骨架为六面体或者八面体或者十面体。
而且，所述的多面体磁极安装骨架的多个边为非等分状态。
而且，在动圈骨架的外侧同轴设置外导磁环，该外导磁环由外壳体充当，外壳体材料可选为DT4、1J79、1J50等软磁材料。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明由于把传感器和力矩器的功能组合于一体，形成了组合式传感器，因此惯性仪表的轴向长度大为缩减，较分体式结构可缩减30～50％，从而实现了小型化设计。
2、本发明由于去掉了外导磁环，惯性仪表的直径可以缩减，缩减量为外导磁环厚度的两倍，此设计同样起到了减小体积的作用。
3、本发明相关改进使得结构更加紧凑，降低了装配工作量和装配难度。
4、本发明针对单自由度液浮惯性仪表用传感器及力矩器进行改进。与传统结构比较，本发明把传感器及力矩器结构进行改进设计，形成组合式传感器；并去掉原来传感器回路中的导磁环，直接利用惯性仪表的软磁材料外壳代替其功能。实现方式如下：⑴、组合动圈传感器和永磁式力矩器于一体，并合理设计结构降低耦合干扰；⑵、惯性仪表外壳体直接采用软磁材料，并设计合理的陀螺仪或加速度计的浮子与壳体间隙，以去掉外导磁环，用外壳体直接代替其功能。
5、本发明所述一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，本发明对液浮惯性仪表用传感器及力矩器结构进行改进，达到小型化的目标，并能满足惯性仪表的指标要求，适用于液浮惯性仪表中低精度的应用领域。
附图说明
图1为现有液浮惯性仪表传感器结构示意图；
图2为现有液浮惯性仪表力矩器结构示意图；
图3为本发明提出的组合传感器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，包括多面体磁极安装骨架9、激磁线圈7、永磁体8、动圈骨架10、传感器线圈11、力矩器线圈12和外导磁环13，激磁线圈和永磁体安装在多面体磁极安装骨架上，组成定子组件。在多面体磁极安装骨架的外侧同轴设置动圈骨架，该动圈骨架上布置有传感器线圈和力矩器线圈，所述的传感器线圈和力矩器线圈的安装位置以及数量与多面体磁极安装骨架的多面体位置和面数相吻合。在动圈骨架的外侧同轴设置外导磁环，该外导磁环由外壳体充当，外壳体材料可选为DT4、1J79、1J50等软磁材料。
所述的永磁体(磁钢)为四个或六个，所述的多面体磁极安装骨架为六面体或者八面体或者十面体。即：为了在缩小体积的情况下，不损失惯性器件的量程，可以增加力矩磁钢的对数，如本发明所示意，把原设计的4个磁钢(图2所示)，增加到6个磁钢(图3所示)，如此磁极安装骨架——多面体由八面增加到十面，当然若不考虑仪表的量程，可以更改设计八面体或者六面体。
为了避免耦合，本发明采取了不等分角度布局设计(多面体磁极安装骨架的多个边为非等分状态)，即缩小同一器件磁极间的夹角，增大传感器与力矩器磁极间的夹角。对应到具体设计，即设计十面体的10个边为非等分状态。

Claims (5)

1.一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，其特征在于：包括多面体磁极安装骨架、激磁线圈、永磁体、动圈骨架、传感器线圈和力矩器线圈，激磁线圈和永磁体安装在多面体磁极安装骨架上组成定子组件，在多面体磁极安装骨架的外侧同轴设置动圈骨架，该动圈骨架上布置有传感器线圈和力矩器线圈。
2.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，其特征在于：所述的永磁体为四个或六个。
3.根据权利要求1或2所述的一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，其特征在于：所述的多面体磁极安装骨架为六面体或者八面体或者十面体。
4.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，其特征在于：所述的多面体磁极安装骨架的多个边为非等分状态。
5.根据权利要求1所述的一种应用于液浮惯性仪表的小型化角度敏感及控制装置，其特征在于：在动圈骨架的外侧同轴设置外导磁环，该外导磁环由外壳体充当，外壳体材料可选为DT4、1J79、1J50等软磁材料。
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