CN111044028B - 三轴光纤陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三轴光纤陀螺仪，包括底座和与底座连接的光纤环、光学器件、电路板和光源板，底座上设置有用于安装光纤环的光纤槽，光纤槽内设置有安装柱，光纤槽包括设置于底座前端面的第一光纤槽、上端面的第二光纤槽以及右端面的第三光纤槽，第一光纤槽、第二光纤槽和第三光纤槽轴向相互垂直，光纤环包括平行设置的第一平台和第二平台，以及连接第一平台和第二平台的光纤环绕柱，光纤环绕柱内设有贯穿第一平台与第二平台且与安装柱匹配的安装孔，底座的前端面、端面和右端面均还设置有光学器件安装槽；后端面、下端面和左端面设置有电路板安装槽和光源板安装槽。本发明提供的三轴光纤陀螺仪固定稳定、空间利用率高且抗震性能高。

Description

三轴光纤陀螺仪

技术领域

本发明涉及光纤陀螺仪领域，具体涉及一种三轴光纤陀螺仪。

背景技术

光纤陀螺仪基于萨格耐克效应，是用于检测角位移和角速度信号的惯性器件，多轴、小型化，抗震性能和返修性优异是产品结构设计的核心。与激光陀螺仪相比，光纤陀螺仪没有闭锁问题，也不用在是石英块精密加工出光路，成本相对较低。

三轴闭环光纤陀螺仪结构采用整体式结构，需考虑整个产品的体积设计与优化，对产品的光路盘装布局和散热进行合理布局，以提高光纤陀螺的空间利用率和产品振动性能。但目前，三轴光纤陀螺仪的结构较为复杂、布局不紧凑，导致光纤陀螺仪的空间利用率较低，产品的抗震性能差。如中国专利201810261162.9中公开一种轻量化三轴一体光纤陀螺仪，具体包括本体以及固定连接于本体的第一敏感环组件、第二敏感环组件、第三敏感环组件、处理电路、光路器件和电连接器，但该申请中，第一敏感环组件、第二敏感环组件、第三敏感环组件包括线圈、导线凹槽、波导和环托，其中，线圈粘接在环托上，第一敏感环组件、第二敏感环组件、第三敏感环组件与本体主要通过环托和盖板采用螺栓固定。但在该申请中，敏感元件的结构复杂，且其环托只位于线圈的一侧，线圈容易从另一侧脱落，另外，在该申请中敏感环组件的固定也只是通过螺栓固定，固定方式不够稳定，容易影响陀螺仪的抗震性能。

因此，需要设计一种固定方式稳定且抗震性能好的三轴光纤陀螺仪。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、固定稳定、空间利用率高且抗震性能高的三轴光纤陀螺仪。

为实现上述目的，本发明提供一种三轴光纤陀螺仪，包括底座和与底座连接的光纤环、光学器件、电路板和光源板，所述底座上设置有用于安装所述光纤环的光纤槽，所述光纤槽内设置有安装柱，所述光纤槽包括设置于所述底座前端面的第一光纤槽、设置于所述底座上端面的第二光纤槽以及设置于所述底座右端面的第三光纤槽，所述第一光纤槽、所述第二光纤槽和所述第三光纤槽轴向相互垂直，所述光纤环包括平行设置的第一平台和第二平台，以及连接第一平台和第二平台的光纤环绕柱，所述光纤环绕柱内设有贯穿所述第一平台与所述第二平台且与所述安装柱匹配的安装孔，所述底座的前端面、所述底座的上端面和所述底座的右端面均还设置有光学器件安装槽；所述底座的后端面、所述底座的下端面和所述底座的左端面设置有电路板安装槽和光源板安装槽。

较佳地，所述安装孔包括内设于所述光纤环绕柱两端的外安装孔，以及位于两所述外安装孔之间的内安装孔，所述外安装孔的直径大于所述内安装孔的直径。

较佳地，所述第一平台与所述第二平台的厚度为0.5～1mm。

较佳地，所述光纤环绕柱的外围直径为13～15mm。

较佳地，所述光纤环绕柱的外围面为光滑面。

较佳地，所述安装孔的直径为10～13mm。

较佳地，所述安装柱包括与所述外安装孔匹配的外安装台，以及设置于所述外安装台上且与所述内安装孔匹配的内安装柱。

较佳地，所述三轴光纤陀螺仪还包括主机电路板，所述底座上设置有主机电路板安装槽。

较佳地，所述光学器件安装槽的深度为1～4mm，所述电路板安装槽和所述光源板安装槽的深度均为8～12mm，所述主机电路板安装槽的深度为6～10mm。

与现有技术相比，本发明提供的三轴光纤陀螺仪，包括底座和与底座连接的光纤环、电路板和光源板，底座上设置有用于安装光纤环的光纤槽，光纤槽内设置有安装柱，光纤环包括平行设置的第一平台和第二平台，以及贯穿连接第一平台和第二平台的光纤环绕柱，且光纤环绕柱内设置有与安装柱相匹配的安装孔。在本发明中，光纤环绕柱设置在第一平台与第二平台之间，可以将光纤完整地、全面地固定在第一平台与第二平台之间，防止出现光纤脱落现象。光纤环绕柱内设置与安装柱匹配的安装孔，在将光纤环固定于底座时，安装柱与安装孔匹配连接可加强光纤环在底座上固定的稳定性，此外，光纤环的第一平台和第二平台可通过螺栓、卡扣、铆钉等方式与底座固定，进一步加强光纤环固定的稳定性。另外，本发明提供的三轴光纤陀螺仪，在底座的前端面、上端面和右端面设置光纤槽和光学器件安装槽，在底座的后端面、下端面和左端面设置电路安装槽和光源板安装槽，结构安排合理紧凑，提高了三轴光纤陀螺仪的空间利用率。

附图说明

图1为本发明三轴光纤陀螺仪的底座结构示意图；

图2为本发明三轴光纤陀螺仪的底座另一方向结构示意图；

图3为本发明三轴光纤陀螺仪的光纤环结构示意图；

图4为本发明另一实施例安装柱结构示意图。

符号说明

光纤环10、底座20、第一平台1、安装孔2、外安装孔21、内安装孔22、光纤环绕柱4、第二平台5、产品安装面6、光纤槽7、安装柱71、外安装台71a、内安装柱71b、第一光纤槽72、第二光纤槽73、第三光纤槽74、光学器件安装槽8、电路板安装槽9、光源板安装槽10、主机电路板安装槽11

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和有益效果，下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。需说明的是，下述实施方法是对本发明做的进一步解释说明，不应当作为对本发明的限制。

请参见图1至图3，本发明提供一种三轴光纤陀螺仪，包括底座20和与底座20连接的光纤环10、光学器件、电路板和光源板，底座20上设置有用于安装光纤环10的光纤槽7，光纤槽7内设置有安装柱71，光纤槽7包括设置于底座20前端面的第一光纤槽72、设置于底座20上端面的第二光纤槽73以及设置于底座20右端面的第三光纤槽74，第一光纤槽72、第二光纤槽73和第三光纤槽74轴向相互垂直，光纤环10包括平行设置的第一平台1和第二平台5，以及连接第一平台1和第二平台5的光纤环绕柱4，光纤环绕柱4内设有贯穿第一平台1与第二平台5且与安装柱71匹配的安装孔2，底座20的前端面、底座20的上端面和底座20的右端面均还设置有光学器件安装槽8；底座20的后端面、底座20的下端面和底座20的左端面设置有电路板安装槽9和光源板安装槽10。在使用时，底座20的前端面可作为产品安装面6，与产品完成连接。本发明提供的三轴光纤陀螺仪，三个完全相同的光纤环10安装在底座20的光纤槽7内，光学器件(图未示)，如光学调制器件、耦合器和光纤过渡盘等，安装在光学器件安装槽8内，电路板(图未示)安装在电路板安装槽9内，光源板(图未示)安装在光源板安装槽10内，在此需要说明的是，光学器件、电路板和光源板可根据实际情况选用现有的光纤陀螺仪相关元件，在此不做具体限定。本发明，光纤环10、光学器件、电路板和光源板安装在底座20的不同端面上，结构安排合理紧凑，充分利用底座20的安装空间，提高三轴光纤陀螺仪的空间利用率，有助于进一步减小三轴光纤陀螺仪的体积。光纤环绕柱4内设置有与安装柱71匹配的安装孔2，在将光纤环10固定于底座20时，安装柱71与安装孔2匹配连接可加强光纤环10在底座20上固定的稳定性，此外，光纤环10的第一平台1和第二平台5可通过螺栓、卡扣、铆钉等方式与底座20固定，进一步加强光纤环10固定的稳定性，从而提高本发明三轴光纤陀螺仪的抗震性能。

请参见图1、图3及图4，光纤环10包括光纤环绕柱4和设置于光纤环绕柱4内的安装孔2，在本实施例中，光纤环绕柱4的外围为光滑面，避免光纤涂覆层划伤受损。光纤环绕柱4的外围直径为13～15mm，尺寸较小，具体调整范围可根据实际情况所需光纤量进行选择。考虑到光纤环10固定的牢固性，将第一平台1与第二平台5的厚度设计为0.5～1mm，厚度较薄，以便于通过螺栓、铆钉等方式穿过第一平台1或第二平台5完成对光纤环10的稳定固定。在本实施例中，光纤环10的两端结构完全对称，不仅可以防止光纤脱落，而且光纤环10的固定方向不受限制，安装人员可随意选择一个方向进行安装，安装更为便捷。请参见图1及图3，在本实施例中，光纤环10上的安装孔2的直径为10～13mm，具体包括内设于光纤环绕柱4两端的外安装孔21，以及位于两外安装孔21之间的内安装孔22，外安装孔21的直径大于内安装孔22的直径。相应地，安装柱71包括与外安装孔21匹配的外安装台71a，安装时，外安装台71a刚好可套接于外安装孔21内，以便于完成对光纤环10的位置固定。较佳地，如图4所示，在另一实施例中，安装柱71还包括设置于外安装台71a上且与内安装孔22匹配的内安装柱71b，安装时，内安装柱71b套接于内安装孔22内，外安装台71a套接于外安装孔21内，两者结合，进一步加强光纤环10固定的稳定性。

请参见图1及图2，本发明提供的三轴光纤陀螺仪还包括主机电路板(图未示)，底座20上设置有主机电路板安装槽11，主机电路板安装于主机电路板安装槽11内。具体在本实施例中，光学器件安装槽8的深度为1～4mm，电路板安装槽9和所述光源板安装槽10的深度均为8～12mm，主机电路板安装槽11的深度为6～10mm。各类安装槽的深度可根据实际安装元件的尺寸大小进行调节。

本发明提供的三轴光纤陀螺仪，包括底座20和与底座20连接的光纤环10、电路板和光源板，底座20上设置有用于安装光纤环10的光纤槽7，光纤槽7内设置有安装柱71，光纤环10包括平行设置的第一平台1和第二平台5，以及贯穿连接第一平台1和第二平台5的光纤环绕柱4，且光纤环绕柱4内设置有与安装柱71相匹配的安装孔2。在本发明中，光纤环绕柱4设置在第一平台1与第二平台5之间，可以将光纤完整地、全面地固定在第一平台1与第二平台5之间，防止出现光纤脱落现象。光纤环绕柱4内设置与安装柱71匹配的安装孔2，在将光纤环10固定于底座20时，安装柱71与安装孔2匹配连接可加强光纤环10在底座20上固定的稳定性，此外，光纤环10的第一平台1和第二平台5可通过螺栓、卡扣、铆钉等方式与底座20固定，进一步加强光纤环10固定的稳定性。另外，本发明提供的三轴光纤陀螺仪，在底座20的前端面、上端面和右端面设置光纤槽7和光学器件安装槽8，在底座20的后端面、下端面和左端面设置电路安装槽和光源板安装槽10，结构安排合理紧凑，提高了三轴光纤陀螺仪的空间利用率。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，均属于本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种三轴光纤陀螺仪，其特征在于：包括底座和与底座连接的光纤环、光学器件、电路板和光源板，所述底座上设置有用于安装所述光纤环的光纤槽，所述光纤槽内设置有安装柱，所述光纤槽包括设置于所述底座前端面的第一光纤槽、设置于所述底座上端面的第二光纤槽以及设置于所述底座右端面的第三光纤槽，所述第一光纤槽、所述第二光纤槽和所述第三光纤槽轴向相互垂直，所述光纤环包括平行设置的第一平台和第二平台，以及连接第一平台和第二平台的光纤环绕柱，所述光纤环绕柱内设有贯穿所述第一平台与所述第二平台且与所述安装柱匹配的安装孔，所述底座的前端面、所述底座的上端面和所述底座的右端面均还设置有光学器件安装槽；所述底座的后端面、所述底座的下端面和所述底座的左端面设置有电路板安装槽和光源板安装槽；

所述安装孔包括内设于所述光纤环绕柱两端的外安装孔，以及位于两所述外安装孔之间的内安装孔，所述外安装孔的直径大于所述内安装孔的直径；

所述三轴光纤陀螺仪还包括主机电路板，所述底座上设置有主机电路板安装槽。

2.如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪，其特征在于：所述第一平台与所述第二平台的厚度为0.5～1mm。

3.如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪，其特征在于：所述光纤环绕柱的外围直径为13～15mm。

4.如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪，其特征在于：所述光纤环绕柱的外围面为光滑面。

5.如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪，其特征在于：所述安装孔的直径为10～13mm。

6.如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪，其特征在于：所述安装柱包括与所述外安装孔匹配的外安装台，以及设置于所述外安装台上且与所述内安装孔匹配的内安装柱。

7.如权利要求1所述的三轴光纤陀螺仪，其特征在于：所述光学器件安装槽的深度为1～4mm，所述电路板安装槽和所述光源板安装槽的深度均为8～12mm，所述主机电路板安装槽的深度为6～10mm。

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