CN110823251A - 一种用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装 - Google Patents

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邵添羿
吴枫
林建华
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刘洋
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Abstract

本发明公开了一种用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其包含用于固定惯导的本体骨架(1)，该本体骨架(1)具有呈八边形的上表面(11)和下表面、四个结构相同的侧面(12)、及设于所述本体骨架(1)的四个角上的凸台(13)；每个凸台(13)旁设有2个侧边(131)；该标定工装还包含：固定在所述本体骨架(1)外侧的若干个第一连接件(2)及若干个第二连接件(3)；其中，所述的第一连接件(2)分别设置在所述的上表面(11)和下表面的四个角处；所述的第二连接件(3)分别固定在所述的侧边(131)上。本发明的标定工装增加了连接件，具有耐磨损的作用，整体装配简单；在高低温环境下不易变形。

Description

一种用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装
技术领域
本发明涉及惯导的标定工装，具体涉及一种用于空天飞机惯导的六面体标定工装。
背景技术
惯导，即惯性导航系统，是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。空天飞机惯导的功能为飞机提供实时的三维姿态、速度、位置、角速度和比力等导航信息。惯导是通过螺钉装在六面体标定工装内部进行标定测试，为了保证惯导测试的精度，对标定工装六个面的平面度、平行度、垂直度和粗糙度提出了很高的要求。如果标定工装六个面加工误差大，在测量光纤惯导时，这些误差会导致测量数据的偏差，影响惯性产品的测量精度，导致输出数据超差。同时，由于光纤惯导在批量生产后，对标定工装提出了更高的要求，标定工装使用强度大，跟随产品长时间做各种试验，六个标定平面会造成磨损，导致表面测量精度不符合产品技术要求的现象。现有的六面体标定工装都是采用单一结构和材料，缺点是使用一段时间后，由于表面易磨损，工装尺寸会超差，影响光纤惯组的测量精度，需要经常对工装进行返修，不仅花费成本，维修周期长，影响产品的进度。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，通过在本体骨架上固定连接件的安装方式，解决标定工装表面易磨损的问题。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其包含用于固定惯导的本体骨架，该本体骨架具有呈八边形的上表面和下表面、四个结构相同的侧面、及设于所述本体骨架的四个角上的凸台；每个凸台旁设有2个侧边；该标定工装还包含：固定在所述本体骨架外侧的若干个第一连接件及若干个第二连接件；其中，所述的第一连接件分别设置在所述的上表面和下表面的四个角处；所述的第二连接件分别固定在所述的侧边上。
较佳地，所述的本体骨架上共设置有8个第一连接件。
较佳地，每个侧边上至少固定有2个所述的第二连接件
较佳地，所述的本体骨架上共设置有16个第二连接件。
较佳地，所述的第二连接件呈圆形或方形。
较佳地，所述的第一连接件和所述的第二连接件通过螺钉固定在本体骨架的外侧。
较佳地，所述的螺钉为沉头螺钉。
较佳地，所述的本体骨架为2A12铝合金本体骨架。
较佳地，所述的第一连接件为不锈钢第一连接件，所述的第二连接件为不锈钢第二连接件。
较佳地，所述的六面体标定工装在安装好所述的第一连接件和所述的第二连接件后，再对所述的第一连接件和所述的第二连接件进行加工，以满足平面度要求。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)目前现有的惯导标定工装都是同种材料一体成型，长时间使用后，精度面容易磨损和磕碰，影响面的精度，导致返修率高，本发明的标定工装增加了连接件，具有耐磨损的作用。
(2)本发明的镶嵌式六面体标定工装整体装配简单，质量轻，结构对称，耐磨性高，综合性比价突出。
(3)本发明的标定工装具有在高低温环境下不易变形，使用时间长久，对环境适应性强，提高惯导标定精度的优点。
附图说明
图1是本发明的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装的结构示意图。
图2是本发明的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装在装上惯导后的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其包含用于固定惯导的本体骨架1，该本体骨架1具有呈八边形的上表面11和下表面、四个结构相同的侧面12、及设于所述本体骨架1的四个角上的四个凸台13；每个凸台13旁设有2个侧边131。下表面为上表面11的相对面。每个凸台13上均设有2个用于安装惯导的安装孔。侧边131属于侧面12，也就是说，属于同一个侧面12的两个侧边131彼此平行，处在同一个平面内。
标定工装为中空的结构，光纤惯导4通过螺钉设置在所述本体骨架1内部。
标定工装的六个安装基准面(上表面11、下表面和侧面12)分别两两垂直和平行，在每个面的边角上都设有螺纹孔，四周设有产品安装孔，且其内部设有产品安装基准面。
一些实施例中，标定工装还包含：8个第一连接件2及16个第二连接件3；其中，第一连接件2分别固定在上表面11和下表面的外侧，并设置在上表面11和下表面的四个角处；第二连接件3分别固定在侧边131上，每个侧边131上固定有2个对称设置的第二连接件3。
第一连接件2均匀分布在上表面11和下表面，上表面11和下表面各分布有4个第一连接件2。第一连接件2与本体骨架1的侧面12相互三轴正交，保证安装精度。第一连接件2包覆在上表面11和下表面的边角处，为近似梯形的块状结构。上表面11或下表面的4个第一连接件2相互对称。
所述的第二连接件3可以设计为圆形、方形、三角形或其他形状，只要凸出于标定工装，能够防止标定工装被磕碰。第二连接件3相互三轴正交，保证安装精度。
所述的第一连接件2和所述的第二连接件3均通过沉头螺钉固定在惯导的本体骨架1上。镶嵌式六面体标定工装的“镶嵌式”是指利用沉头螺钉固定有连接件。标定过程会对第一连接件2和第二连接件3造成磕碰。第一连接件2和第二连接件3的厚度要能保证沉头螺钉能够沉进去。
凸台13外侧的平面132不影响标定，标定过程使用的面是安装有连接件的面，因此凸台13的外侧面未设置连接件。
所述的本体骨架1为2A12铝合金本体骨架1。铝合金本体骨架1表面易磨损。所述的第一连接件2为不锈钢第一连接件2，所述的第二连接件3为不锈钢第二连接件3。在安装好第一连接件2和第二连接件3后，在对惯导进行标定过程中，由于连接件的阻挡，本体骨架1不会被直接磕碰，因此不会造成本体骨架1的磨损。不锈钢材质的连接件具有耐磨损的优点。
根据光纤惯导4敏感元器件精度技术指标要求，在使用镶嵌式六面体工装进行光纤惯导4标定时，所述标定工装满足以下条件：安装完连接件后，六个基准面平面度不超过0.01mm，两相对的面平行度不超过0.01mm，两侧面12相互之间的垂直度不超过0.01mm，粗糙度不超过1.6μm。
安装方法举例：本体骨架1上下左右前后六个面上设置有螺纹孔，第一连接件2和第二连接件3上设置有沉头孔，通过沉头螺钉将8个第一连接件2分别固定到本体骨架1上，左右前后四个面一共16个第二连接件3通过沉头螺钉固定到本体骨架1上，拧紧后保证沉头螺钉不超过连接件的平面，连接件固定完，对每个面四个连接件构成的平面进行加工保证平面度和垂直度。惯导4通过本体骨架1内部靠面靠紧后，用螺钉将惯导与本体骨架1固连。标定过程：将固定好惯导的六面体标定工装放置到大理石平台上通过十二位置法进行标定。
综上所述，本发明的镶嵌式六面体标定工装增加了连接件，具有耐磨损的优点；整体装配简单，质量轻，结构对称，耐磨性高，综合性比价突出；在高低温环境下不易变形，使用时间长久，对环境适应性强，能够提高惯导标定的精度。
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 (10)

1.一种用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其包含用于固定惯导的本体骨架(1)，该本体骨架(1)具有呈八边形的上表面(11)和下表面、四个结构相同的侧面(12)、及设于所述本体骨架(1)的四个角上的凸台(13)；每个凸台(13)旁设有2个侧边(131)；其特征在于：
该标定工装还包含：固定在所述本体骨架(1)外侧的若干个第一连接件(2)及若干个第二连接件(3)；其中，
所述的第一连接件(2)分别设置在所述的上表面(11)和下表面的四个角处；
所述的第二连接件(3)分别固定在所述的侧边(131)上。
2.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的本体骨架(1)上共设置有8个第一连接件(2)。
3.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，每个侧边(131)上至少固定有2个所述的第二连接件(3)。
4.如权利要求3所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的本体骨架(1)上共设置有16个第二连接件(3)。
5.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的第二连接件(3)呈圆形或方形。
6.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的第一连接件(2)和所述的第二连接件(3)通过螺钉固定在本体骨架(1)的外侧。
7.如权利要求6所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的螺钉为沉头螺钉。
8.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的本体骨架(1)为2A12铝合金本体骨架。
9.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的第一连接件(2)为不锈钢第一连接件，所述的第二连接件(3)为不锈钢第二连接件。
10.如权利要求1所述的用于空天飞机惯导高精度镶嵌式六面体标定工装，其特征在于，所述的六面体标定工装在安装好所述的第一连接件(2)和所述的第二连接件(3)后，再对所述的第一连接件(2)和所述的第二连接件(3)进行加工，以满足平面度要求。
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