CN112362056A - 一种微小型三轴光纤陀螺及imu组合体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，包括安装骨架、上盖和下盖，上盖设置在安装骨架的顶部，下盖设置在安装骨架的底部，安装骨架内部镂空且设置有阶梯式安装台面和盘纤空间。该种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，通过密度较低铝合金材料制成的安装骨架，保证刚度和强度的情况下，重心与几何安装中心的偏移度小，可提高产品抗振性能和轻量化，探测器和信号处理电路板组成电路模块设置在阶梯式安装台面内，符合模块化思想，减小了体积，并且利用阶梯排布，有效利用下盖上方的空间，提高空间利用率，安装骨架内部阶梯式的布局可让内部热量均匀分布，避免热量过于集中影响陀螺性能。
Description
技术领域
本发明涉及光纤陀螺技术领域，具体为一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体。
背景技术
光纤陀螺是一种用于惯性导航的光纤传感器，光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克效应，萨格纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应，即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同一探测点。
目前，现有的三轴光纤陀螺结构设计不够合理，体积大，组装繁琐，装配流程多，难度高，在使用过程中，光纤陀螺容易受复杂环境的影响，降低了光纤陀螺的质量和全温精度，满足不了使用需求。因此我们对此做出改进，提出一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体。
发明内容
本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，包括安装骨架、上盖和下盖，所述上盖设置在安装骨架的顶部，所述下盖设置在安装骨架的底部，所述安装骨架内部镂空且设置有阶梯式安装台面和盘纤空间，所述安装骨架的内部设置有三个光纤陀螺，所述阶梯式安装台面的一侧设置有三轴加速度计模块，所述主控板、信号处理电路板和光源模块均设置在阶梯式安装台面的阶梯面上，所述一分三耦合器设置在安装骨架的内部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装骨架采用密度较低的铝合金材料制成，所述安装骨架采用六面体结构。
作为本发明的一种优选技术方案，三个所述光纤陀螺呈相互正交安装在安装骨架的内部，且三个光纤陀螺的内部均设置有温度传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述光源模块由SLD光源和光源驱动板组成，所述下盖顶部设置有用于安装光源驱动板的安装柱和放置 SLD光源的安装面，所述安装柱和安装面呈阶梯排布，所述光源驱动板通过螺钉固定安装在安装柱的顶部，所述SLD光源固定安装在安装面的顶部。
作为本发明的一种优选技术方案，所述盘纤空间设置在安装骨架阶梯式安装台面的底层，所述信号处理板固定安装在阶梯式安装台面的中层，所述主控板固定安装在阶梯式安装台面的顶层。
作为本发明的一种优选技术方案，所述三轴加速度计模块由MEMS 三轴加速度计和连接焊板组成，所述MEMS三轴加速度计设置在连接焊板的顶部，所述MEMS三轴加速度计与主控板电路连接，所述连接焊板通过螺钉固定安装在安装骨架顶部的安装凸台上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述信号处理电路板的顶部固定安装有三个探测器，三个所述探测器分别与三个光纤陀螺光路连接，三个所述探测器和信号处理电路板组成电路模块。
作为本发明的一种优选技术方案，所述安装骨架的内腔设有四个导引孔。
本发明的有益效果是：该种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，通过密度较低铝合金材料制成的安装骨架，保证刚度和强度的情况下，重心与几何安装中心的偏移度小，可提高产品抗振性能和轻量化，探测器和信号处理电路板组成电路模块设置在阶梯式安装台面内，符合模块化思想，减小了体积，SLD光源和光源驱动板固定在下盖上，从而构成可方便拆卸的独立模块，有效减少装配风险，减小组装流程，降低了组装难度，方便了人们组装，并且利用阶梯排布，有效利用下盖上方的空间，提高空间利用率，安装骨架内部阶梯式的布局可让内部热量均匀分布，避免热量过于集中影响陀螺性能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体的结构示意图；
图2是本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体的侧视结构示意图；
图3是本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体的剖视结构示意图；
图4是本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体的侧视剖视结构示意图；
图5是本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体的底部剖视结构示意图。
图中：1、安装骨架；2、上盖；3、下盖；4、光纤陀螺；5、三轴加速度计模块；6、主控板；7、信号处理电路板；8、光源模块；9、探测器； 10、一分三耦合器；11、导引孔；12、盘纤空间。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，包括安装骨架1、上盖2和下盖3，上盖2 设置在安装骨架1的顶部，下盖3设置在安装骨架1的底部，安装骨架1 内部镂空且设置有阶梯式安装台面和盘纤空间12，安装骨架1的内部设置有三个光纤陀螺4，阶梯式安装台面的一侧设置有三轴加速度计模块5，主控板6、信号处理电路板7和光源模块8均设置在阶梯式安装台面的阶梯面上，一分三耦合器10设置在安装骨架1的内部。
其中，安装骨架1采用密度较低的铝合金材料制成，安装骨架1采用六面体结构，保证刚度和强度的情况下，重心与几何安装中心的偏移度小，可提高产品抗振性能和轻量化。
其中，三个光纤陀螺4呈相互正交安装在安装骨架1的内部，且三个光纤陀螺4的内部均设置有温度传感器，通过温度传感器用于敏感载体运动角速度和温度变化。
其中，光源模块8由SLD光源和光源驱动板组成，下盖3顶部设置有用于安装光源驱动板的安装柱和放置SLD光源的安装面，安装柱和安装面呈阶梯排布，光源驱动板通过螺钉固定安装在安装柱的顶部，SLD光源固定安装在安装面的顶部，SLD光源和光源驱动板固定在下盖3上，从而构成可方便拆卸的独立模块，有效减少装配风险，并且利用阶梯排布，有效利用下盖3上方的空间，提高空间利用率。
其中，盘纤空间设置在安装骨架1阶梯式安装台面的底层，信号处理板7固定安装在阶梯式安装台面的中层，主控板固定安装在阶梯式安装台面的顶层，阶梯式布局可让内部热量均匀分布，避免热量过于集中影响陀螺性能。
其中，三轴加速度计模块5由MEMS三轴加速度计和连接焊板组成， MEMS三轴加速度计设置在连接焊板的顶部，MEMS三轴加速度计与主控板电路连接，连接焊板通过螺钉固定安装在安装骨架1顶部的安装凸台上。
其中，信号处理电路板7的顶部固定安装有三个探测器9，三个探测器9分别与三个光纤陀螺4光路连接，三个探测器9和信号处理电路板7 组成电路模块，符合模块化思想。
其中，安装骨架1的内腔设有四个导引孔11，使光路熔接和电路连接可以按需进行，有效避免穿线断纤问题，导引孔11连通安装台面和盘纤空间12。
通过密度较低铝合金材料制成的安装骨架1，保证刚度和强度的情况下，重心与几何安装中心的偏移度小，可提高产品抗振性能和轻量化，探测器9和信号处理电路板7组成电路模块设置在阶梯式安装台面内，符合模块化思想，减小了体积，SLD光源和光源驱动板固定在下盖3上，从而构成可方便拆卸的独立模块，有效减少装配风险，减小组装流程，降低了组装难度，方便了人们组装，并且利用阶梯排布，有效利用下盖3上方的空间，提高空间利用率，安装骨架1内部阶梯式的布局可让内部热量均匀分布，避免热量过于集中影响陀螺性能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，包括安装骨架（1）、上盖（2）和下盖（3），所述上盖（2）设置在安装骨架（1）的顶部，所述下盖（3）设置在安装骨架（1）的底部，所述安装骨架（1）内部镂空且设置有阶梯式安装台面和盘纤空间（12），所述安装骨架（1）的内部设置有三个光纤陀螺（4），所述阶梯式安装台面的一侧设置有三轴加速度计模块（5），所述主控板（6）、信号处理电路板（7）和光源模块（8）均设置在阶梯式安装台面的阶梯面上，所述一分三耦合器（10）设置在安装骨架（1）的内部。
2.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，所述安装骨架（1）采用密度较低的铝合金材料制成，所述安装骨架（1）采用六面体结构。
3.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，三个所述光纤陀螺（4）呈相互正交安装在安装骨架（1）的内部，且三个光纤陀螺（4）的内部均设置有温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，所述光源模块（8）由SLD光源和光源驱动板组成，所述下盖（3）顶部设置有用于安装光源驱动板的安装柱和放置SLD光源的安装面，所述安装柱和安装面呈阶梯排布，所述光源驱动板通过螺钉固定安装在安装柱的顶部，所述SLD光源固定安装在安装面的顶部。
5.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，所述盘纤空间设置在安装骨架（1）阶梯式安装台面的底层，所述信号处理板（7）固定安装在阶梯式安装台面的中层，所述主控板固定安装在阶梯式安装台面的顶层。
6.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，所述三轴加速度计模块（5）由MEMS三轴加速度计和连接焊板组成，所述MEMS三轴加速度计设置在连接焊板的顶部，所述MEMS三轴加速度计与主控板电路连接，所述连接焊板通过螺钉固定安装在安装骨架（1）顶部的安装凸台上。
7.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，所述信号处理电路板（7）的顶部固定安装有三个探测器（9），三个所述探测器（9）分别与三个光纤陀螺（4）光路连接，三个所述探测器（9）和信号处理电路板（7）组成电路模块。
8.根据权利要求1所述的一种微小型三轴光纤陀螺及IMU组合体，其特征在于，所述安装骨架（1）的四角均开设有导引孔（11），四个所述导引孔（11）的顶端分别贯穿上盖（2）的四角。
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