CN113375654B - 一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪结构，安装底座、光纤环安装组件、安装法兰和上端盖自下而上依次连接，陀螺仪数字电路板、分束器和Y波导通过固定在安装法兰上；光纤环安装组件中，光纤环底座和光纤环上盖通过激光封焊工艺形成环形腔，用于安装光纤环；陀螺仪模拟电路、温度传感器和光源通过固定于安装底座上。本发明通过对结构及所用材料进行设计，实现了结构布局小型化和轻质化，减小了光纤陀螺仪的尺寸和重量，使得陀螺仪整体结构紧凑，布局合理，装配工艺性良好，体积小；采用激光封焊技术，减少磁泄露；优化散热路径，减小热源对热敏感核心部件的干扰，降低了光纤陀螺仪输出的温度漂移，提高了陀螺仪输出的一致性和温度稳定性。

Description

一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪

技术领域

本发明涉及光纤陀螺仪结构设计技术，具体涉及一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪结构，属于光纤陀螺仪技术领域。

背景技术

陀螺仪是各类惯性测量系统的核心器件，用于敏感载体相对惯性空间的角运动，测量载体的角位移和角速度。

光纤陀螺作为新一代惯性器件，基于狭义相对论和Sagnac效应，采用全固态结构及光机电一体化技术，无旋转部件和摩擦部件，精度应用覆盖范围广，快速响应，动态范围大、环境适应性强、功耗较低，结构简单，原理上具有可靠性高、寿命长、启动时间短的优点。正逐渐取代机械式陀螺仪成为惯性导航、姿态控制等系统的关键部件。

针对空间技术和武器装备等对惯性导航测量系统的精度、体积、重量、环境适应性越来越高的需求，需要研制一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪，使其满足当前及今后的迫切需求，促进我国武器装备和空间技术的发展。

研制一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪的关键技术包括在保证光纤陀螺仪环境适应性的基础上，同时实现结构的轻小型化，目前尚未见上述技术的相关实现方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，通过对其结构形式及所用材料进行设计，使陀螺仪整体结构紧凑，布局合理，装配工艺性良好，体积小，在结构刚度较好的前提下，陀螺仪整体达到了重量仅有200g的要求；采用激光封焊技术，将光纤环底座和光纤环上盖激光封焊成一体，减少磁泄露；优化主要发热器件的散热路径，减小热源对热敏感核心部件的干扰，降低了光纤陀螺仪输出的温度漂移，提高了陀螺仪输出的一致性和温度稳定性。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，包括陀螺仪数字电路板、陀螺仪模拟电路板、光源、Y波导、探测器、光纤环、分束器和温度传感器，其特征在于，还包括：上端盖、光纤环安装组件、安装法兰和安装底座；所述安装底座、光纤环安装组件、安装法兰和上端盖自下而上依次可拆卸连接；

所述探测器固定安装于陀螺仪数字电路板下表面；陀螺仪数字电路板、Y波导和分束器设于安装法兰与上端盖之间所形成的空间中；

所述光纤环安装组件包含光纤环上盖和光纤环底座，光纤环上盖与光纤环底座形成封闭的环形空腔，所述环形空腔内部固定安装光纤环；

所述温度传感器、陀螺仪模拟电路板和光源设于所述安装底座内部。

进一步的，安装法兰设有凹槽，凹槽底面设有向上凸起的限位面，限位面包含限位面A以及设有第一圆柱形支柱的限位面B；

陀螺仪数字电路板利用所述第一圆柱形支柱固定安装于安装法兰凹槽内，所述限位面A承载陀螺仪数字电路板并对其进行限位；

安装法兰凹槽底面设有与探测器相匹配的开口；探测器固定安装于陀螺仪数字电路板下表面并通过所述开口穿出凹槽底面；

Y波导和分束器分别安装于安装法兰凹槽底面所设的波导安装槽和分束器安装槽中。

进一步的，限位面A沿安装法兰凹槽底面所设的与探测器相匹配的开口的周围分布；所述波导安装槽和分束器安装槽位于多个第一圆柱形支柱围成的区域内。

进一步的，安装法兰所设凹槽为圆柱形，凹槽底面设有沿圆周方向的第一光纤盘绕面；

所述安装法兰所设凹槽底面设有减重槽。

进一步的，光纤环底座设有限位凸起，光纤环上盖设有与所述限位凸起相匹配的安装缺口，限位凸起与安装缺口配合用于定位光纤环上盖相对于光纤环底座的安装位置。

进一步的，安装底座设有凹槽，凹槽底面设有第二圆柱形支柱；所述安装陀螺仪模拟电路板利用第二圆柱形支柱固定安装于安装底座上；所述陀螺仪模拟电路板中间凸起部位在安装法兰上的投影区域不与Y波导重叠；

光源和温度传感器分别安装于安装底座凹槽底面所设的光源安装槽和传感器安装槽中；

所述第二圆柱形支柱个数≥3；光源安装槽位于多个第二圆柱形支柱围成的区域内。

进一步的，安装底座所设凹槽为圆柱形，凹槽底面设有沿圆周方向的第二光纤盘绕面；

所述安装底座底面设有多个减重槽。

进一步的，分束器的第二端尾纤与Y波导的单端尾纤熔接，分束器的第三输出端尾纤与探测器的尾纤熔接；

安装法兰设有第一走纤孔和第二走纤孔，光纤环上盖上有第三走纤孔；光源输出端尾纤穿过第一走纤孔后与分束器第一端端尾纤熔接，光纤环两端尾纤依次穿过第三走纤孔和第二走纤孔后与Y波导双端尾纤熔接。

进一步的，安装法兰靠近边缘处设有第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔；

所述上端盖靠近边缘处设有与所述第一螺纹孔相对应的第四螺纹孔，第一螺纹孔和第四螺纹孔共同与螺钉配合后实现安装法兰和上端盖的连接；

所述光纤环安装组件靠近边缘处分别设有与所述第二螺纹孔相对应的沉孔和与所述第三螺纹孔相对应的第一通孔；所述安装底座靠近边缘处设有与所述第三螺纹孔以及所述第一通孔相对应的第二通孔；所述沉孔和第二螺纹孔共同与螺钉配合后实现光纤环安装组件与安装法兰的连接；螺钉穿过所述第一通孔，并与第三螺纹孔和第二通孔配合后，实现安装底座与安装法兰的连接；

所述第一螺纹孔、第二螺纹孔、第三螺纹孔、第四螺纹孔、沉孔、第一通孔和为第二通孔均为8个。

进一步的，Y波导通过螺钉固定安装于安装法兰凹槽底面所设的波导安装槽中，分束器通过硅橡胶固定安装于安装法兰凹槽底面所设的分束器安装槽中。

进一步的，光纤环上盖和光纤环底座通过激光封焊形成封闭的环形空腔，所述光纤环通过环氧胶粘接固定安装在光纤环底座上，所述粘接部位预先进行喷砂处理。

进一步的，光纤环底座和光纤环上盖均采用高磁导率软磁合金；所述光纤环底座和光纤环上盖均采用铁镍合金；

上端盖，安装法兰和安装底座采用热的良导体材料；所述上端盖，安装法兰和安装底座采用硬铝合金；所述上端盖，安装法兰和安装底座表面设有采用黑色阳极氧化处理方法形成的氧化膜层，所述氧化膜层厚度为6～9μm。

进一步的，Y波导与数字电路板的垂直距离为1.2～1.4mm；Y波导与探测器的垂直距离为1.3～1.5mm；所述光源与陀螺仪模拟电路板最高处的垂直距离为1～1.4mm；所述陀螺仪数字电路最高处与上端盖内壁的垂直距离为1.2～1.5mm。

进一步的，上端盖的壁厚为0.6～0.8mm；光纤环底座的壁厚为0.5～0.6mm；光纤环上盖壁厚为0.4～0.5mm。

进一步的，安装法兰下表面、安装底座上表面和安装底座下表面加工有用于确保陀螺仪安装精度和失准角性能的基准面。

进一步的，上端盖、光纤环安装组件、安装法兰和安装底座的总重量≤120g。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，对结构及各功能元器件的布局进行了优化设计，具体包括：将陀螺仪模拟电路板高点元器件避开Y波导安装凹槽处，使得陀螺仪模拟电路板与Y波导实现错位安装，有效利用了内腔空间；探测器固定于陀螺仪数字电路板下表面，并利用安装法兰所设的开口穿出安装法兰；光源占用陀螺仪模拟电路板下方空间；上述设计使陀螺仪整体结构布局紧凑，占用空间小，减小了陀螺仪的体积，满足了陀螺仪小型化要求；

(2)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，设计了安装法兰的结构，安装法兰作为陀螺仪的核心结构件，起承载和连接作用，上端盖、光纤环组件、安装底座均通过螺钉安装固定在安装法兰上，也为光路部分(包括Y波导、分束器及其尾纤、熔接点等)和陀螺仪数字电路部分提供安装位置，为整体结构、光路稳定及小型化提供了保证；

(3)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，设置于光纤环组件中的光纤环远离热源，另外合理布置了数字电路板和模拟电路板等高功耗元器件，避免了热源及高功耗元器件散热导致的温度变化对光纤环的影响，降低了光纤陀螺仪输出的温度漂移，提高了陀螺仪输出的一致性和温度稳定性；

(4)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪的安装底座结构，优选采用硬铝合金，刚度较好，具有足够高的结构固有频率，抗力学性能较好，安装底座作为陀螺仪与外部本体结构件或其他设备连接的安装接口提高了光纤陀螺仪发射阶段的可靠性；

(5)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，光纤环底座和光纤环上盖采用了激光封焊方式进行连接，减少了磁泄露，为光纤环提供了良好的磁屏蔽性能；光纤环底座底面和侧面采用了喷砂处理，增加了光纤环胶固的结合力，提高了光纤环的抗振性能；

(6)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，采用了黑色阳极氧化的表面处理方法，在基材表面制备具有高吸收高发射热辐射系数的涂层，增加了热辐射通道，加快了热量的对外辐射，保证了陀螺仪温度的稳定性；

(7)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，采用了热传导的散热设计，安装法兰和安装底座结构选取了热导系数较大的金属材料，将发热元器件安排在合理位置，优化主要发热器件的散热路径，减小热源对热敏感核心部件光纤环的干扰；

(8)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，光纤环、光源以及Y波导和分束器分别安装在不同的结构件上，便于维修和更换；

(9)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，安装法兰下表面、安装底座上表面、安装底座下表面加工有基准面，确保陀螺安装精度和失准角性能。

(10)本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，安装底座与安装法兰在满足强度的基础上进行减重设计，包括在满足功能的前提下设计了多个减重槽以及选用低密度材料，上端盖、光纤环安装组件、安装法兰和安装底座的总重量≤120g，光纤陀螺仪整体重量仅为200g，满足了光纤陀螺仪轻质化的要求。

附图说明

图1为本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪整体结构示意图；

图2为本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪的剖面图；

图3为本发明环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪中安装法兰结构示意图；

图4为本发明环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪中光纤环底座结构示意图；

图5本发明环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪中光纤环结构示意图；

图6为本发明环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪中光纤环上盖结构示意图；

图7为本发明环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪中安装底座结构示意图；

图8为本发明光纤陀螺仪第一阶模态分析图；

图9为本发明光纤陀螺仪第二阶模态分析图。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

随着光纤陀螺仪小型化、轻质化的发展趋势，本发明提出了一种环境适应性较好的轻小型光纤陀螺仪结构，实现了光纤陀螺仪的小型化、轻质化，提高了光纤陀螺仪的环境适应性。

本发明一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪的结构如图1和图2所示，包括陀螺仪数字电路板5、陀螺仪模拟电路板6、光源7、Y波导8、探测器9、光纤环203、分束器10和温度传感器11，其特征在于，还包括：上端盖1、光纤环安装组件2、安装法兰3和安装底座4；所述安装底座4、光纤环安装组件2、安装法兰3和上端盖1自下而上依次可拆卸连接；

所述探测器9固定安装于陀螺仪数字电路板5下表面；陀螺仪数字电路板5、Y波导8和分束器10设于安装法兰3与上端盖1之间所形成的空间中；上端盖1对陀螺电路部分起电磁屏蔽作用，并对陀螺仪内部各部件起保护作用，上端盖1的一角有开孔，作为陀螺电缆出口，将陀螺仪信号传出；

所述光纤环安装组件2包含光纤环上盖206和光纤环底座201，光纤环上盖206与光纤环底座201形成封闭的环形空腔，所述环形空腔内部固定安装光纤环203；发热元器件探测器9安装在数字电路板5上，数字电路板5安装于安装法兰3中，因此使发热元器件远离安装于光纤环组件2中的光纤环，优化主要发热器件的散热路径，减小热源对热敏感核心部件光纤环的干扰。

所述温度传感器11、陀螺仪模拟电路板6和光源7设于所述安装底座4内部。

光纤环203、光源7以及Y波导8和分束器10分别安装在不同的结构件上，便于维修和更换。结构件连接固定简单，将陀螺仪模拟电路高点元器件和Y波导进行错位安装，陀螺仪模拟电路板6中间凸起部位，即高点元器件部位在安装法兰3上的投影区域不与Y波导8重叠；有效利用了内腔空间；探测器固定于陀螺仪数字电路下表面，并利用安装法兰所设的开口穿出安装法兰；光源占用陀螺仪模拟电路下方空间；上述设计使陀螺仪整体结构布局紧凑，占用空间小，减小了陀螺仪的体积，满足了陀螺仪小型化要求。

进一步的，如图3所示，安装法兰3设有凹槽，凹槽底面设有向上凸起的限位面，限位面包含限位面A以及设有第一圆柱形支柱302的限位面B；安装法兰3是陀螺的核心结构件，起承载和连接作用，设计保证重心尽量位于几何中心处；上端盖1、光纤环组件2、安装底座4均通过螺钉安装固定在安装法兰3上，其对陀螺起结构连接作用，也为光路部分(含Y波导8、分束器10及其尾纤、熔接点等)和数字电路板5提供安装位置；

进一步的，所述限位面相对于安装法兰3所设凹槽底面向上凸起的高度为1～3mm。

陀螺仪数字电路板5利用所述第一圆柱形支柱302固定安装于安装法兰3凹槽内，限位面A304承载陀螺仪数字电路板5并对其进行限位；

安装法兰3凹槽底面设有与探测器9相匹配的开口；探测器9固定安装于陀螺仪数字电路板5下表面并通过所述开口穿出凹槽底面，在保证强度的情况下，既给探测器9留出安装位置，又减轻了结构件重量。

Y波导8和分束器10分别安装于安装法兰3凹槽底面所设的波导安装槽和分束器安装槽中。

进一步的，限位面A304沿安装法兰3凹槽底面所设的与探测器9相匹配的开口的周围分布；第一圆柱形支柱302为4个，为带螺纹的圆柱形支柱；所述波导安装槽和分束器安装槽位于多个第一圆柱形支柱302围成的区域内。

进一步的，安装法兰3所设凹槽为圆柱形，凹槽底面设有沿圆周方向的第一光纤盘绕面306，用于尾纤的盘绕。

所述安装法兰3所设凹槽底面设有减重槽。

进一步的，如图4和图6所示，光纤环底座201侧壁上设有限位凸起208，光纤环上盖206侧壁上设有与所述限位凸起208相匹配的安装缺口209，限位凸起208与安装缺口209配合用于定位光纤环上盖206相对于光纤环底座201的安装位置，限位凸起208与安装缺口209配合用于定位光纤环上盖206，确保了安装唯一性。

进一步的，如图7所示，安装底座4设有凹槽，凹槽底面设有第二圆柱形支柱401；所述安装陀螺仪模拟电路板6利用第二圆柱形支柱401固定安装于安装底座4上；所述陀螺仪模拟电路板6中间凸起部位在安装法兰3上的投影区域不与Y波导8重叠，即陀螺仪模拟电路高点元器件和Y波导进行错位安装。

光源7和温度传感器11分别安装于安装底座4凹槽底面所设的光源安装槽402和传感器安装槽403中；所述光源安装槽402和传感器安装槽403均为长方形浅槽；

所述第二圆柱形支柱401个数≥3；光源安装槽402位于多个第二圆柱形支柱401围成的区域内，光源7通过螺钉安装于光源安装槽402中。

进一步的，安装底座4所设凹槽为圆柱形，凹槽底面设有沿圆周方向的第二光纤盘绕面405；

所述安装底座4底面设有多个减重槽404，所述减重槽404为6个具有不规则形状的槽。

进一步的，分束器10的第二端尾纤与Y波导8的单端尾纤熔接，分束器10的第三输出端尾纤与探测器9的尾纤熔接；

安装法兰3设有第一走纤孔307和第二走纤孔308，光纤环上盖206上有第三走纤孔207，光源7输出端尾纤穿过第一走纤孔307后与分束器10第一端端尾纤熔接，光纤环两端尾纤依次穿过第三走纤孔207和第二走纤孔308后与Y波导8双端尾纤熔接。

进一步的，安装法兰3靠近边缘处，即在凹槽以外的位置，且孔的方向沿厚度方向，设有第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔；

所述上端盖1靠近边缘处，即在凹槽以外的位置，且孔的方向沿厚度方向，设有与所述第一螺纹孔相对应的第四螺纹孔，第一螺纹孔和第四螺纹孔共同与螺钉配合后实现安装法兰3和上端盖1的连接；第一螺纹孔在安装法兰3上表面301开设。

所述光纤环安装组件2靠近边缘处分别设有与所述第二螺纹孔相对应的沉孔204和与所述第三螺纹孔相对应的第一通孔205；所述安装底座4靠近边缘处设有与所述第三螺纹孔以及所述第一通孔205相对应的第二通孔406；所述沉孔204和第二螺纹孔共同与螺钉配合后实现光纤环安装组件2与安装法兰3的连接；螺钉穿过所述第一通孔205，并与第三螺纹孔和第二通孔406配合后，实现安装底座4与安装法兰3的连接；

所述第一螺纹孔、第二螺纹孔、第三螺纹孔、第四螺纹孔、沉孔204、第一通孔205和为第二通孔406均为8个。

进一步的，安装底座4上表面有四个第三通孔407，其主要作用是陀螺与外部本体结构件或其他设备连接的安装接口。

进一步的，Y波导8通过螺钉固定安装于安装法兰3凹槽底面所设的波导安装槽中，波导安装槽中设有两个螺纹孔305；分束器10通过硅橡胶固定安装于安装法兰3凹槽底面所设的分束器安装槽中。

进一步的，考虑到磁光法拉第效应导致光纤陀螺在地磁场的作用下会产生相位差，影响陀螺输出零偏性能，因此采取了光纤环独立磁屏蔽的方式。光纤环上盖206和光纤环底座201通过激光封焊形成封闭的环形空腔202，所述光纤环203通过环氧胶粘接固定安装在光纤环底座201上，所述粘接部位预先进行喷砂处理。光纤环上盖206和光纤环底座201组成一个封闭的磁屏蔽组件，在保证强度和封闭性基础上，减少了磁泄露，降低了磁损伤，对光纤环203起屏蔽作用。

进一步的，光纤环底座201和光纤环上盖206均采用高磁导率软磁合金；所述光纤环底座201和光纤环上盖206均采用铁镍合金；磁屏蔽材料选用综合性能优异的铁镍合金，在弱磁场中有高的初始磁导率和饱和磁导率，低的矫顽力，光纤环底座201和光纤环上盖206形成的环形空腔进行喷砂处理，通过环氧胶固封光纤环。

上端盖1，安装法兰3和安装底座4采用热的良导体材料；所述上端盖1，安装法兰3和安装底座4采用硬铝合金；所述上端盖1，安装法兰3和安装底座4表面设有采用黑色阳极氧化处理方法形成的氧化膜层，所述氧化膜层厚度为6～9μm。

进一步的，Y波导8与数字电路板5的垂直距离为1.2～1.4mm；Y波导8与探测器9的垂直距离为1.3～1.5mm；所述光源7与陀螺仪模拟电路板6最高处的垂直距离为1～1.4mm；所述陀螺仪数字电路5最高处与上端盖1内壁的垂直距离为1.2～1.5mm。Y波导8为管腿成型。

陀螺仪电路有两块，一块是圆形陀螺仪数字电路板5，上面焊接有小型探测器9，陀螺仪数字电路5作用是对探测器9的输出信号进行处理，处理后用于闭环控制并输出表征角速率的数字量；另一块是圆形陀螺模拟电路板6，其作用是为光源提供恒流驱动和恒温控制。

进一步的，上端盖1的壁厚为0.6～0.8mm；光纤环底座201的壁厚为0.5～0.6mm；光纤环上盖206壁厚为0.4～0.5mm。

进一步的，安装法兰3下表面、安装底座4上表面和安装底座4下表面加工有用于确保陀螺仪安装精度和失准角性能的基准面；进一步的，安装法兰3下表面的基准面为15×15mm的正方形，高度为0.2mm。

进一步的，上端盖1、光纤环安装组件2、安装法兰3和安装底座4的总重量≤120g。

进一步的，一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪的总重量仅为200g。

实施例1

本实施例一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，上端盖1为8g；

光纤环安装组件2中，光纤环上盖206为8g，光纤环底座201为38g，光纤环组件采用的材料为铁镍合金1J85，能满足光纤陀螺磁屏蔽要求；如图5所示，光纤环采取四级对称绕制方法，光纤环内径不小于40mm，外径不大于53mm，高度不大于11mm；光纤环底座壁厚为0.5～0.6mm，结构件重量仅为38g。

安装底座4为33g；安装法兰3为26g；光纤陀螺仪总重量为200g。

本实施例中，光纤陀螺仪体积为60mm×60mm×30mm。

如图8所示为本实施例第一阶模态分析图，图9为本实施例光纤陀螺仪第二阶模态分析图。由图可知光纤陀螺仪的一阶谐振位置在陀螺仪数字板5处，二阶谐振位置在上端盖1处，远离了对核心部件光纤环组件的力学干扰。陀螺仪抗力学性能较好，谐振频率达到了2000Hz以上，提高了陀螺仪力学可靠性。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (15)

1.一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，包括陀螺仪数字电路板(5)、陀螺仪模拟电路板(6)、光源(7)、Y波导(8)、探测器(9)、光纤环(203)、分束器(10)和温度传感器(11)，其特征在于，还包括：上端盖(1)、光纤环安装组件(2)、安装法兰(3)和安装底座(4)；所述安装底座(4)、光纤环安装组件(2)、安装法兰(3)和上端盖(1)自下而上依次可拆卸连接；

所述探测器(9)固定安装于陀螺仪数字电路板(5)下表面；陀螺仪数字电路板(5)、Y波导(8)和分束器(10)设于安装法兰(3)与上端盖(1)之间所形成的空间中；

所述光纤环安装组件(2)包含光纤环上盖(206)和光纤环底座(201)，光纤环上盖(206)与光纤环底座(201)形成封闭的环形空腔，所述环形空腔内部固定安装光纤环(203)；

所述温度传感器(11)、陀螺仪模拟电路板(6)和光源(7)设于所述安装底座(4)内部;

所述安装法兰(3)设有凹槽，凹槽底面设有向上凸起的限位面，限位面包含限位面A(304)以及设有第一圆柱形支柱(302)的限位面B；

陀螺仪数字电路板(5)利用所述第一圆柱形支柱(302)固定安装于安装法兰(3)凹槽内，所述限位面A承载陀螺仪数字电路板(5)并对其进行限位；

安装法兰(3)凹槽底面设有与探测器(9)相匹配的开口；探测器(9)固定安装于陀螺仪数字电路板(5)下表面并通过所述开口穿出凹槽底面；

Y波导(8)和分束器(10)分别安装于安装法兰(3)凹槽底面所设的波导安装槽和分束器安装槽中。

2.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述限位面A(304)沿安装法兰(3)凹槽底面所设的与探测器(9)相匹配的开口的周围分布；所述波导安装槽和分束器安装槽位于多个第一圆柱形支柱(302)围成的区域内。

3.根据权利要求1或2所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述安装法兰(3)所设凹槽为圆柱形，凹槽底面设有沿圆周方向的第一光纤盘绕面(306)；

所述安装法兰(3)所设凹槽底面设有减重槽。

4.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述光纤环底座(201)设有限位凸起(208)，光纤环上盖(206)设有与所述限位凸起(208)相匹配的安装缺口(209)，限位凸起(208)与安装缺口(209)配合用于定位光纤环上盖(206)相对于光纤环底座(201)的安装位置。

5.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述安装底座(4)设有凹槽，凹槽底面设有第二圆柱形支柱(401)；安装陀螺仪模拟电路板(6)利用第二圆柱形支柱(401)固定安装于安装底座(4)上；所述陀螺仪模拟电路板(6)中间凸起部位在安装法兰(3)上的投影区域不与Y波导(8)重叠；

光源(7)和温度传感器(11)分别安装于安装底座(4)凹槽底面所设的光源安装槽和传感器安装槽中；

所述第二圆柱形支柱(401)个数≥3；光源安装槽位于多个第二圆柱形支柱(401)围成的区域内。

6.根据权利要求5所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述安装底座(4)所设凹槽为圆柱形，凹槽底面设有沿圆周方向的第二光纤盘绕面(405)；

所述安装底座(4)底面设有多个减重槽(404)。

7.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，分束器(10)的第二端尾纤与Y波导(8)的单端尾纤熔接，分束器(10)的第三输出端尾纤与探测器(9)的尾纤熔接；

安装法兰(3)设有第一走纤孔(307)和第二走纤孔(308)，光纤环上盖(206)上有第三走纤孔(207)；光源(7)输出端尾纤穿过第一走纤孔(307)后与分束器(10)第一端尾纤熔接，光纤环两端尾纤依次穿过第三走纤孔(207)和第二走纤孔(308)后与Y波导(8)双端尾纤熔接。

8.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，安装法兰(3)靠近边缘处设有第一螺纹孔、第二螺纹孔和第三螺纹孔；

所述上端盖(1)靠近边缘处设有与所述第一螺纹孔相对应的第四螺纹孔，第一螺纹孔和第四螺纹孔共同与螺钉配合后实现安装法兰(3)和上端盖(1)的连接；

所述光纤环安装组件(2)靠近边缘处分别设有与所述第二螺纹孔相对应的沉孔(204)和与所述第三螺纹孔相对应的第一通孔(205)；所述安装底座(4)靠近边缘处设有与所述第三螺纹孔以及所述第一通孔(205)相对应的第二通孔(406)；所述沉孔(204)和第二螺纹孔共同与螺钉配合后实现光纤环安装组件(2)与安装法兰(3)的连接；螺钉穿过所述第一通孔(205)，并与第三螺纹孔和第二通孔(406)配合后，实现安装底座(4)与安装法兰(3)的连接；

所述第一螺纹孔、第二螺纹孔、第三螺纹孔、第四螺纹孔、沉孔(204)、第一通孔(205)和第二通孔(406)均为8个。

9.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，Y波导(8)通过螺钉固定安装于安装法兰(3)凹槽底面所设的波导安装槽中，分束器(10)通过硅橡胶固定安装于安装法兰(3)凹槽底面所设的分束器安装槽中。

10.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述的光纤环上盖(206)和光纤环底座(201)通过激光封焊形成封闭的环形空腔，所述光纤环(203)通过环氧胶粘接固定安装在光纤环底座(201)上，粘接部位预先进行喷砂处理。

11.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述光纤环底座(201)和光纤环上盖(206)均采用高磁导率软磁合金；所述光纤环底座(201)和光纤环上盖(206)均采用铁镍合金；

上端盖(1)，安装法兰(3)和安装底座(4)采用热的良导体材料；所述上端盖(1)，安装法兰(3)和安装底座(4)采用硬铝合金；所述上端盖(1)，安装法兰(3)和安装底座(4)表面设有采用黑色阳极氧化处理方法形成的氧化膜层，所述氧化膜层厚度为6～9μm。

12.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述Y波导(8)与数字电路板(5)的垂直距离为1.2～1.4mm；Y波导(8)与探测器(9)的垂直距离为1.3～1.5mm；所述光源(7)与陀螺仪模拟电路板(6)最高处的垂直距离为1～1.4mm；所述陀螺仪数字电路板(5)最高处与上端盖(1)内壁的垂直距离为1.2～1.5mm。

13.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述上端盖(1)的壁厚为0.6～0.8mm；光纤环底座(201)的壁厚为0.5～0.6mm；光纤环上盖(206)壁厚为0.4～0.5mm。

14.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述安装法兰(3)下表面、安装底座(4)上表面和安装底座(4)下表面加工有用于确保陀螺仪安装精度和失准角性能的基准面。

15.根据权利要求1所述的一种环境适应性好的轻小型光纤陀螺仪，其特征在于，所述上端盖(1)、光纤环安装组件(2)、安装法兰(3)和安装底座(4)的总重量≤120g。

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