CN108036781A - 频带自适应抗振陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种频带自适应抗振陀螺仪，旨在提供一种既能保证陀螺仪在有效带宽范围内的测量精度，又能在较小变形空间内具有良好减振效果，适应恶劣安装振动环境的抗振陀螺仪。本发明通过下述技术方案予以实现：外部隔振器由两个反向对称的支腿减振盘，通过陀螺壳体筒体连接盘固定在两个背靠背支腿减振盘中心孔中，并由制有相同中心孔的下盖板、上盖板固定连接背靠背支腿构成的固定框架组成，每个弹性隔振单元通过台阶限位台阶限位轴端向镙接限位套筒，组成固定上支腿减振盘、下支腿减振盘上，在空间上对称分布的两个背靠背浮动框架，从而构成了外部隔振器悬空固定陀螺仪，输入轴X轴和Y轴与陀螺仪壳体定位面偏转45°的频带自适应抗振陀螺仪。

Description

频带自适应抗振陀螺仪

技术领域

本发明涉及一种广泛使用的微动力调谐陀螺仪，可应用于航空、航天、航海、兵器、汽车、生物医学、环境监控等领域。主要用于电子仪器和机电设备的隔振缓冲技术领域，高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。 尤其是民用导航领域的微动力调谐陀螺仪，频带自适应抗振陀螺仪。

背景技术

陀螺仪最早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得 到广泛的应用。陀螺仪不仅可以作为指示仪表，更重要的是它可以作为自动控制系统中的一 个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要陀螺仪能提供准确的方位、水平、位置、速度 和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定 的航线飞行。作为稳定器，陀螺仪能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能 使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器，陀螺仪能够为地面 设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。由此可见， 陀螺仪的应用范围是相当广泛的。陀螺仪一直是航空、航海和航天上航行姿态及速率等最方 便实用的参考仪表。

微动力调谐陀螺仪主要用于敏感载体两个正交轴向的角速率，输出与之成正比的直 流电压信号。微动力调谐陀螺仪是采用挠性支承和动力调谐的机电式陀螺仪，这种结构即可 将陀螺转子在轴上支持起来，又可使其在切向上高速旋转，还可使其在径向上两个相互垂直 的输入轴自由运动，且几乎不受外界力矩的干扰。微动力调谐陀螺仪的电机通过驱动轴、挠 性轴(挠性接头)驱动转子，使其高速旋转，形成自转轴Z，定义径向上两个互相垂直的输 入轴为陀螺仪X轴和Y轴，当陀螺仪绕其输入轴输入角速率ω时，陀螺壳体面与自转轴Z 形成夹角β,陀螺信号产生器产生一个正比于转角β的电压信号u，经处理后输出正比于电压 的电流I，该电流反馈输入到陀螺力矩器，产生一个正比于电流I的力矩M。根据挠性陀螺 进动方程M＝H·ω(H为陀螺仪角动量)，即建立起ω与I的关系，通过测量电流达到测量角速度ω的目的。陀螺仪采用了挠性支承轴结构，连接内外挠性轴间的多个挠性细颈结构厚 度仅0.07mm左右，灵敏度较高但强度相对较低，抗振性能相对较差。在振动环境下，挠性细颈结构产生永久变形或断裂，使仪表的漂移增大，不能满足精度要求，甚至使仪表损坏失效。

目前主要采用两条途径来提高微动力调谐陀螺的抗振性能，第一是通过改善挠性接头的材料、 结构形式及制造工艺来提高挠性接头的承载能力。第二种方法是通过对仪表进行减振或改善 其本身的振动特性，使陀螺转子的振动加速度降低，减小挠性接头细颈部位所受的应力。在 现有技术水平条件下，大幅调高材料的性能还很困难，很难大幅提高陀螺仪的抗振能力。在 陀螺仪进行4.5g随机振动时，挠性陀螺在不同批次出现受伤和断裂的现象。

1985年，美国Litton公司的Michael Strugach等人设计了一种带动力吸振器的动力调 谐陀螺，并申请了美国专利。这种陀螺仪在限制环的边缘设计了一个动力吸振器，能有效地 将陀螺仪的振动能量吸收，仪表精度不因结构变化而降低，抗振性能有明显提高；但制造难 度加大，工艺性不如原状态，较难适应批生产的要求。

严酷的振动冲击环境是影响电子设备可靠性的重要因素之一，电子设备工作场所必 须经历各种振动冲击环境的考验，激烈的振动和冲击已成为威协电子设备可靠性的重要因素。 陀螺仪敏感载体的振动环境越来越恶劣，微动力调谐陀螺仪的安装环境的振动量级也大幅提 高，使微动力调谐陀螺仪挠性接头振动试验中多次发生损坏的现象，成为微动力调谐陀螺仪 应用的瓶颈技术。中国专利号为2014207867200公开了一种带减振装置的微型动调陀螺仪， 该申请专利在陀螺仪的安装螺杆上套装两个高阻尼橡胶垫，采用仪表外部减振方法。该方法 对陀螺仪有一定的减振效果，但对陀螺仪有效带宽内的精度有一定影响，为了减小对陀螺仪 测量精度的影响，需要针对不同的陀螺仪使用载体，通过试验来校准减振垫参数，缺乏广泛 实用性；另外，实际使用中发现该减振器只能对垂直于减振垫的方向起到减振作用，而在其 余两个方向还有振动放大，从而导致挠性细颈结构的损伤或变形，引起精度下降；也增加了 使用时安装方向的限制，需将载体振动最强的方向与减振垫厚度方向一致。

现有技术存在的主要不足在于：通过改善挠性接头承载能力的方法，因受制于现有 技术水平很难大幅提高承载能力，而很难满足微动力调谐陀螺仪现在的使用环境。

动力吸振器技术的主要缺点是仪表的制造难度增加，工艺性差，不适应批量生产。

采用高阻尼橡胶垫外部隔振的方法，后期调试工作量大，缺乏广泛的实用性，同时橡胶隔振器的固有特点只能实现单个方向上的减振，其余轴向还有振动放大，不能完全适应 微动力调谐陀螺仪现在的使用环境。

由于陀螺仪在使用中，安装框架及外部隔振器导致的角位移将耦合到测量轴的角速 率中，从而增大陀螺仪的耦合误差。因此，陀螺仪外部隔振器应尽量平行于X轴、Y轴、Z轴平动，抑制绕轴向的转动。根据微动力调谐陀螺仪的工作特点，在陀螺仪检测有效带宽0Hz～80Hz范围内，陀螺仪应尽可能刚性安装载体上，用以真实感知载体敏感轴的角速率，因此，应尽量减小因增加外部减振器后位移和角度变化导致测试数据的失真，即在陀螺仪检 测有效带宽内，外部隔振器的振动传递效率接近η＝1。微动力调谐陀螺仪的转子和挠性轴 组成的自转轴的固有频率统计数据在300Hz～400Hz范围，因此，在300Hz以上，外部隔振器应有效减振，防止转子共振导致的挠性细颈结构损坏，以适应当前恶劣的安装振动环境。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种既能保证陀螺仪在有效带宽 范围内的测量精度，又能在较小变形空间内具有良好减振效果，适应恶劣安装振动环境的频 带自适应抗振陀螺仪。

本发明的上述目的可以通过以下介绍方案予以实现，一种频带自适应抗振陀螺仪， 包括位于外部隔振器的几何中心的陀螺仪1，其特征在于：外部隔振器由两个反向对称的支 腿减振盘，通过陀螺壳体筒体连接盘固定在两个背靠背支腿减振盘中心孔中，并由制有相同 中心孔的下盖板5、上盖板6固定连接背靠背支腿构成的固定框架组成，支腿减振盘上每个 支腿制有减振孔，减振孔中均装配有弹性隔振单元9，每个弹性隔振单元9通过台阶限位台 阶限位轴4端向镙接限位套筒7，螺钉组件11、沉头螺钉8通过下盖板5、上盖板6周向沉 孔镙接限位套筒7组成固定上支腿减振盘2、下支腿减振盘3上，在空间上对称分布的两个 背靠背浮动框架，从而构成了外部隔振器悬空固定陀螺仪1，陀螺仪1输入轴X轴和Y轴与陀螺仪壳体定位面偏转45°的频带自适应抗振陀螺仪。

本发明所述陀螺仪是X轴、Y轴、Z轴三个轴向上的基频设计在160Hz～240Hz范围的微动力调谐陀螺仪。频带自适应抗振陀螺仪是根据微动力调谐陀螺仪的工作特点和陀螺仪 转子固有频率范围，在微动力调谐陀螺仪的外部设计满足陀螺仪不同频带减振需求的外部隔 振器。两者组合形成频带自适应抗振陀螺仪。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

本发明利用无谐振峰隔振器振动传递特性，将X轴、Y轴、Z轴三个轴向上的基频设计在160Hz～240Hz范围的陀螺仪悬浮在外部隔振器的几何中心，通过外部隔振器隔振微动力调谐陀螺仪，采用两个背靠背固联为一体的腿减振盘，实现抗振陀螺仪小型化，能在阻尼环低频有效地抑制共振，具有良好的隔离效果，对冲击衰减也很明显。根据无谐振峰隔振器振动传递率特性可知，外部隔振器在基频以下振动传递率接近1，因而陀螺仪能精确测量载体敏感轴的角速度，而基频以上(陀螺仪有效带宽以外)有效减振，抑制陀螺仪转子的谐振，提高陀螺仪抗恶劣安装振动环境的能力，实现了频带自适应减振。从而大幅提高微动力调谐陀 螺仪的振动特性，满足现今产品恶劣使用振动环境，减少由于振动引起的陀螺仪挠性结构变 形或断裂造成的测量精度下降或仪器损坏，突破动力调谐陀螺仪抗振瓶颈技术。

本发明采用符合GB/T14527-2007复合阻尼隔振标准，采用两个反向对称的支腿减振 盘，通过沉头螺钉连接在一起，通过陀螺壳体筒体连接盘固定在两个背靠背支腿减振盘中心 孔中，并由制有相同中心孔的下盖板5、上盖板6固定连接台阶定位轴4构成固定框架形成 外部隔振器，构成在微动力调谐陀螺仪的X轴、Y轴、Z轴上等刚度、阻尼设计减振器，使微动力调谐陀螺仪的X轴、Y轴、Z轴三个轴向上设计的基频和振动传递率曲线接近，得到 有效减振。提高了抗振陀螺仪的抗振能力和使用的灵活性，满足陀螺仪产品恶劣使用振动环境，既保证了陀螺仪有效带宽范围内的测量精度，又能保证陀螺飞轮挠性结构易损频带的有 效减振，既保证了陀螺仪有效带宽范围内的测量精度，又能保证陀螺飞轮挠性结构易损频带 的有效减振，克服现有技术的后期试验校准工作量大、一致性差，不能满足批量生产的缺点。 从而扩展了微动力调谐陀螺仪的使用范围、提高了批生产能力。两个上下对称支腿减振盘构 成的无谐振峰隔振缓冲器可使陀螺在谐振工作区的阻尼比趋于无穷大，传递率恒为1，而当 陀螺进入减振区工作时，阻尼比逐渐减小并趋于零，使整个工作过程呈无谐振峰状态。

耦合振动较小。陀螺仪交叉耦合误差小，测量精度高。本发明采用在支腿减振盘上每个支腿减振孔中装配弹性隔振单元9，在较小的变形空间内吸收、储存较大的冲击能量,兼 顾隔振与缓冲两种功能。每个弹性隔振单元9通过台阶限位台阶限位轴4端向镙接限位套筒 7，通过下盖板5、上盖板6周向沉孔镙接限位套筒7组成固定上支腿减振盘2、下支腿减振 盘3上，在空间上对称分布的两个背靠背浮动框架，通过陀螺壳体筒体连接盘固定在两个背 靠背支腿减振盘中心孔中，使陀螺仪平行于X轴、Y轴、Z轴平动，外部隔振器抑制绕轴向 的转动，减小了陀螺仪使用中，安装框架及外部隔振器导致的角位移将耦合的测量轴角速率 增大陀螺仪的耦合误差。外部隔振器采用非耦合安装微动力调谐陀螺仪，外部隔振器安装面 通过微动力调谐陀螺1的质心，减小外部隔振器扭振带来的交叉耦合误差；八个弹性隔振单 元9在空间上对称布置，提高微动力调谐陀螺仪载体敏感轴的测量精度，使陀螺仪在X轴、 Y轴、Z轴三个轴向上刚度是解耦的，克服了现有技术中隔振器扭振带来的精度下降，特别 是降低了陀螺仪交叉耦合误差。

提高了安装适应性。本发明采用敏感台阶限位轴45°交叉还原方法，在原陀螺仪安装空间内安装。参阅图1标识出陀螺仪的输入轴X轴和Y轴，通常情况下，X轴和Y轴应 与陀螺壳体筒体外壳安装定位面A平行一致，X轴和Y轴也应与安装隔振器后的安装定位 面B平行一致。本发明将微动力调谐陀螺仪的输入轴X轴和Y轴与其陀螺壳体筒体外壳定 位面A偏转45°，通过外部隔振器安装定位面与陀螺壳体筒体外壳安装定位面再偏转45°， 两次偏转还原实现微动力调谐陀螺仪输入轴与外部隔振器的安装定位面B保持一致，同时 实现弹性隔振单元9与微动力调谐陀螺仪陀螺壳体筒体外壳安装孔分布在隔振器中心孔同一 圆周上，交叉45°角布置，确保增加外部隔振器后能在原陀螺仪安装空间内安装，提高了 安装适应性。能在阻尼环低频有效地抑制共振，当振动频率高于阻尼环12-15Hz阻尼环时， 具有良好的隔离效果，对冲击衰减也很明显，而且克服安装轴向的限制而提高安装适应性， 可以减少由于振动引起的陀螺仪挠性结构变形或断裂造成的测量精度下降或仪器损坏，增强 了抗过载冲击的能力，克服了现有技术中部分轴向振动放大的缺点。

附图说明

为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现方式，下面结合频带自适应抗振陀螺 仪附图给出最佳实施例，从而使本发明的细节和优点变得更为明显。

图1是本发明频带自适应抗振陀螺仪的三维构造示意图。

图2是图1的分解结构示意图。

图3是本发明弹性隔振单元分解结构示意图。

图4是无谐振峰隔振器理论振动传递率曲线示意图。

图中：1.陀螺仪，2.上支腿减振盘，3.下支腿减振盘，4.台阶限位轴，5.下盖板，6.上 盖板，7.限位套筒，8.沉头螺钉，9.弹性隔振单元，10.套筒，11.螺钉组件，12.锥形螺旋弹 簧，13.C型阻尼环，14.弹簧阻尼环盘筒体固定座，15.动配合阻尼环，16.C型弹簧。

具体实施方式

在图1-2给出的典型实施列中，频带自适应抗振陀螺仪主要包括：频带自适应抗振陀 螺仪减振结构及阻尼设计、频带自适应隔振设计、隔振器非耦合布局刚度解耦设计、仪表敏 感轴交叉还原小型化结构布局等四个组成部分。

上支腿减振盘2、下支腿减振盘3、台阶限位轴4、下盖板5、上盖板6、限位套筒7、 沉头螺钉8、弹性隔振单元9、套筒10组合构成微动力调谐陀螺仪外部隔振器，微动力调谐 陀螺仪通过螺钉组件11安装在外部隔振器上，组合构成频带自适应抗振陀螺仪。所述外部 隔振器主要由两个反向对称的支腿减振盘，通过陀螺壳体筒体连接盘固定在两个背靠背支腿减振盘中心孔中，并由制有相同中心孔的下盖板5、上盖板6固定连接台阶限位轴4构成的固定框架组成，支腿减振盘上每个支腿制有减振孔，减振孔中均装配有弹性隔振单元9，每个弹性隔振单元9通过台阶限位轴4端向连接限位套筒7，螺钉组件11、沉头螺钉8通过下 盖板5、上盖板6周向沉孔镙接限位套筒7组成固定上支腿减振盘2、下支腿减振盘3上， 在空间上对称分布的两个背靠背浮动框架，从而构成了外部隔振器悬空固定陀螺仪1，陀螺 仪1输入轴X轴和Y轴与陀螺仪壳体定位面偏转45°的频带自适应抗振陀螺仪。上盖板6 与下盖板5可以采用矩形结构或圆形体结构；对应盖板6与下盖板5采用矩形结构或圆形体 结构的支腿减振盘至少有三个支腿，本实施例采用四个支腿连接矩形结构的盖板6与下盖板 5。每个弹性隔振单元9由通过台阶限位轴4的锥形螺旋弹簧12和装配所述锥形螺旋弹簧 12的套筒10组成。本实施例外部隔振器采用非耦合安装布局的设计方案；非耦合安装即隔 振器对称分布于通过设备的一个平面，设备在三个方向上的刚度是解耦的。弹性隔振单元9 与外部隔振器框架一体化设计，减小隔振系统的体积空间，使采用八点空间对称布局减振结 构成为可能；八个弹性隔振单元9对称分布在通过陀螺仪1的质心的平面，使陀螺仪1在X、 Y、Z三个正交轴向上的刚度是解耦的；从而最大限度的抑制了外部隔振器扭振导致的陀螺 仪交叉耦合误差，提高陀螺仪的测量精度。

参阅图2。按矩形结构的上盖板6与下盖板5和矩形结构的上支腿减振盘2下支腿减振盘3实施例，以四个限位套筒7为一组，对应四根台阶限位轴4的两端台阶轴，四根台阶 限位轴4分别穿过填装在支腿减振盘上每个支腿减振孔中弹性隔振单元9和四个限位套筒7，端铆在下盖板5、上盖板6的沉孔中，构成隔振器的固定框架；其中，四根台阶限位轴4的 下端部螺杆通过下盖板5的四个螺纹孔，伸出下盖板14下表面构成敏感轴。下盖板14的其 中两侧正交侧面作为敏感轴安装定位面B。台阶限位轴4的下部螺杆作为频带自适应抗振陀螺的安装接口，用于在载体上的安装定位。制有腰盘的四个套筒10一端装入上支腿减振盘2支腿的减振孔内，另一端装入下支腿减振盘3减振孔中，并用沉头螺钉8将上支腿减振盘 2与下支腿减振盘背靠背连接在一起，形成带有腿缝的减振器浮动框架。套筒10将支腿的 减振孔分隔成上下两层八个弹性隔振单元9的安装空间浮动支架。陀螺仪1通过其陀螺壳体筒体连接盘法兰下表面及法兰相邻两侧正交定位面A，固定在浮动框架上支腿减振盘四上支 腿围绕空间的矩形沉孔中。当载体振动时，弹性隔振单元9发生变形，浮动框架带动陀螺仪 1运动，实现隔振的目的。

陀螺仪的X轴和Y轴径向敏感轴与陀螺壳体筒体外壳法兰相邻两侧正交定位面A偏转45°布置在两两相邻支腿中心线围绕空间矩形沉孔中，矩形沉孔加工时相对下盖板5侧面偏转45°，安装后敏感轴安装定位面B与陀螺壳体筒体的外壳定位面B也偏转45°，两 次偏转还原使陀螺仪1的径向敏感轴X轴和Y轴与外部隔振器的安装定位面一致的同时， 陀螺壳体筒体外壳安装法兰盘安装在矩形沉孔与上、下支腿减振盘周向布置的弹性隔振单元9在隔振器中心孔的同一圆周上；从而使陀螺仪1的安装空间与原陀螺仪相近，最大限度的 实现了体积小型化。

参阅图3。弹性隔振单元9包括锥形螺旋弹簧12、C型阻尼环13、弹簧阻尼环盘筒 体固定座14、动配合阻尼环15压板和C型弹簧16，其中两个相向对称的锥形螺旋弹簧12 对称弹簧阻尼环盘筒体固定座14的阻尼环盘，阻尼环盘下方锥形螺旋弹簧12耦合连接在动 配合阻尼环15，C型弹簧16镶嵌在两个径向对称的C型阻尼环13内环槽内，形成一个弹 性隔振单元9。这种结构具有变刚度、变阻尼特性，并具有隔振缓冲功两种功能，由此构成 的具有变阻尼特性的隔振器，在共振区内达到较好的隔振效果和无谐振传递率特性抑制共振 峰值，在隔振区内阻尼迅速减，具备足够阻尼力以耗散冲击能量，可以避免前一个碰撞脉冲引起系统的残余响应，与后一碰撞叠加造成的有害影响，并满足平均碰撞传递，冲击传递率要求。通过C型弹簧16将两个C型阻尼环13压紧在上支腿减振盘2或下支腿减振盘3安 装空腔内壁上，振动时C型阻尼环13与空腔内壁发生相对运动，产生Z轴向摩擦阻尼；锥 形螺旋弹簧12安装预紧力压紧动配合阻尼环压板15，振动时C型阻尼环13上下端面与弹 簧阻尼环盘筒体固定座的轴肩以及动配合阻尼环压板端面发生相对运动，产生X轴、Y轴 向的摩擦阻尼。上部锥形螺旋弹簧压缩吸收能量，下部锥形螺旋弹簧舒张释放能量，负载发 生Z轴负方向位移时，下部锥形螺旋弹簧压缩吸收能量，上部锥形螺旋弹簧舒张释放能量， 实现减振。C型阻尼环13的材料采用石墨填充聚四氟乙烯材料，该材料具有优良的摩擦磨 损特性、耐腐蚀性、耐高低温性及尺寸稳定性，C型弹簧16采用不锈钢弹簧钢丝绕冷绕成 型，扭转刚度4.8×10^-4N/rad,使外部隔振器阻尼比为0.1。锥形螺旋弹簧12压紧动配合阻尼 环15压板间产生正压力，振动过程中提供X、Y方向的摩擦阻尼，并自动补偿。

弹性隔振单元9间隙配合在台阶限位轴4上，并装入上支腿减振盘2或下支腿减振盘3与套筒10组合形成的弹性隔振单元9的安装空腔内。当发生振动时，浮动框架与微动 力调谐陀螺仪组成的负载发生轴向位移，弹性隔振单元9的两个锥形螺旋弹簧12一个压缩 存储能量，另一个舒张释放能量，达到减振的目的；同样，发生X、Y向振动时，锥形螺旋 弹簧12侧向弹性变形，达到侧向减振。由于八个弹性隔振单元9在空间上全对称布置，布 置与重心对称，稳定性好，可以达到六个自由度的振动彼此间均去耦，而且有可能做到六个 固有频率接近相等，最大限度的限制扭转运动，减小陀螺仪的交叉耦合误差。根据负载质量 及基频要求，单个锥形螺旋弹簧12的刚度为6820N/m，采用奥氏体不锈钢丝按对数螺旋线 冷绕成型，退火去应力保持其弹性一致性和稳定性。

参阅图4。本发明所述陀螺仪是X轴、Y轴、Z轴三个轴向上的基频设计在160Hz～240Hz范围的微动力调谐陀螺仪。具有无谐振峰隔振器的振动传递特性使陀螺仪外部隔振器 在全频带上适应微动力调谐陀螺1的减振需求。根据微动力调谐陀螺仪的工作特点，在陀螺 仪检测有效带宽0Hz～80Hz范围内，陀螺仪应尽可能刚性安装载体上，用以真实感知载体 敏感轴的角速度，因此，应尽量减小因增加外部减振器后位移和角度变化导致测试数据的失 真，即在陀螺仪检测有效带宽内，外部隔振器的振动传递效率接近η＝1。微动力调谐陀螺 仪的转子和挠性轴组成的自转轴的固有频率在300Hz～400Hz范围，为防止自转轴发生谐振， 因此，外部隔振器应在300Hz以上有效减振，适应当前恶劣的安装振动环境。本发明利用 无谐振峰隔振器振动传递特性，将陀螺仪外部隔振器在微动力调谐陀螺仪的X轴、Y轴、Z 轴三个轴向上的基频设计在160Hz～240Hz范围，实现隔振系统在陀螺仪0Hz～80Hz有效 带宽范围内的振动传递率接近η＝1，能精确测量载体敏感轴的角速率，在陀螺仪有效带宽 以外有效减振，特别是陀螺仪飞轮固有频率区域300Hz～400H范围内，外部隔振器有效减 振，使陀螺转子的振动加速度降低，减小驱动转子的挠性接头细颈部位所受的应力。从而， 达到外部隔振器在0Hz～2000Hz振动频率范围内自适应陀螺仪不同减振需求的目的，提高 陀螺仪抗恶劣安装振动环境的能力，实现了频带自适应减振。

其他实施方式。本发明专利除上述具体实施方式外，还可以通过更改局部组成部件、 布局方式的设计方案而扩展使用范围或简化使用。典型的有减少弹性隔振单元9中锥型螺旋 弹簧12的数量；简化弹性隔振单元9中的自适应阻尼结构为固定阻尼结构，即取消C型弹 簧16或将动配合阻尼环压板与弹簧阻尼环盘筒体固定座14合并。也可在安装空间允许的情 况下，取消45°敏感轴指向布局，采用普通陀螺仪构成频带自适应抗振陀螺仪等。

Claims (10)

1.一种频带自适应抗振陀螺仪，包括位于外部隔振器的几何中心的陀螺仪(1)，其特征在于：外部隔振器由两个反向对称的支腿减振盘，通过陀螺壳体筒体连接盘固定在两个背靠背支腿减振盘中心孔中，并由制有相同中心孔的下盖板(5)、上盖板(6)固定连接背靠背支腿构成的固定框架组成，支腿减振盘上每个支腿制有减振孔，减振孔中均装配有弹性隔振单元(9)，每个弹性隔振单元(9)通过台阶限位台阶限位轴(4)端向镙接限位套筒(7)，螺钉组件(11)、沉头螺钉(8)通过下盖板(5)、上盖板(6)周向沉孔镙接限位套筒(7)组成固定上支腿减振盘(2)、下支腿减振盘(3)上，在空间上对称分布的两个背靠背浮动框架，从而构成了外部隔振器悬空固定陀螺仪(1)，陀螺仪(1)输入轴X轴和Y轴与陀螺仪壳体定位面偏转45°的频带自适应抗振陀螺仪。

2.如权利要求1所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：上支腿减振盘(2)、下支腿减振盘(3)、台阶限位轴(4)、下盖板(5)、上盖板(6)、限位套筒(7)、沉头螺钉(8)、弹性隔振单元(9)、套筒(10)组合构成微动力调谐陀螺仪外部隔振器，微动力调谐陀螺仪通过螺钉组件(11)安装在外部隔振器上，组合构成频带自适应抗振陀螺仪。

3.如权利要求1所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：上盖板(6)与下盖板(5)采用矩形结构或圆形体结构；对应盖板(6)与下盖板(5)采用矩形结构或圆形体结构的支腿减振盘至少有三个支腿。

4.如权利要求3所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：按矩形结构的上盖板(6)与下盖板(5)和矩形结构的上支腿减振盘(2)下支腿减振盘(3)，以四个限位套筒(7)为一组，对应四根台阶限位轴(4)的两端台阶轴，四根台阶限位轴(4)分别穿过填装在支腿减振盘上每个支腿减振孔中弹性隔振单元(9)和四个限位套筒(7)，端铆在下盖板(5)、上盖板(6)的沉孔中，构成隔振器的固定框架。

5.如权利要求4所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：四根台阶限位轴(4)的下端部螺杆通过下盖板(5)的四个螺纹孔，伸出下盖板(14)下表面构成敏感轴。

6.如权利要求5所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：下盖板(14)的其中两侧正交侧面作为敏感轴安装定位面B；台阶限位轴(4)的下部螺杆作为频带自适应抗振陀螺的安装接口，用于在载体上的安装定位。

7.如权利要求1所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：制有腰盘的四个套筒(10)一端装入上支腿减振盘(2)支腿的减振孔内，另一端装入下支腿减振盘(3)减振孔中，并用沉头螺钉(8)将上支腿减振盘(2)与下支腿减振盘背靠背连接在一起，形成带有腿缝的减振器浮动框架。

8.如权利要求7所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：套筒(10)将支腿的减振孔分隔成上下两层八个弹性隔振单元(9)的安装空间浮动支架。

9.如权利要求1所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：陀螺仪(1)通过其陀螺壳体筒体连接盘法兰下表面及法兰相邻两侧正交定位面A，固定在浮动框架上支腿减振盘四上支腿围绕空间的矩形沉孔中；当载体振动时，弹性隔振单元(9)发生弹性变形，浮动框架带动陀螺仪(1)运动，实现隔振。

10.如权利要求1所述的频带自适应抗振陀螺仪，其特征在于：陀螺仪的X轴和Y轴径向敏感轴与陀螺壳体筒体外壳法兰相邻两侧正交定位面A偏转45°布置在两两相邻支腿中心线围绕空间矩形沉孔中，矩形沉孔加工时相对下盖板(5)侧面偏转45°，安装后敏感轴安装定位面B与陀螺壳体筒体的外壳定位面B也偏转45°，两次偏转还原使陀螺仪(1)的径向敏感轴X轴和Y轴与外部隔振器的安装定位面一致的同时，陀螺壳体筒体外壳安装法兰盘安装在矩形沉孔与上、下支腿减振盘周向布置的弹性隔振单元(9)在隔振器中心孔的同一圆周上；从而使陀螺仪(1)的安装空间与原陀螺仪相近，最大限度的实现了体积小型化。