CN113739822A - 一种标定工装 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种标定工装，其特征在于，包括：主支架、保护罩、盒体以及连接组件；所述主支架包括第一固定架、第二固定架以及立板，所述第一固定架固定在所述立板一面靠近上端位置，所述第二固定架固定在所述立板另一面靠近下端位置；所述盒体固定在所述第一固定架的上表面，用于罩设在捷联惯导组件的外部；所述保护罩套设在所述第一固定架外围；所述连接组件一端与所述主支架固定，另一端穿过所述保护罩，所述连接组件用于与所述待测船体连接。对捷联惯导组件、多普勒计程仪换能器和声相关计程仪换能器进行精准定位，提高潜航器导航的定位精度。

Description

一种标定工装

技术领域

本发明涉及水下航行器领域，尤其涉及一种标定工装。

背景技术

水人潜航器可携带多种传感器、专用设备，执行特定的使命和任务，可实现远程探测、通讯及导航的一体化。随着大直径无人潜航器的速度和下潜深度，海上目标探测的精度要求越来越高。目前，惯导系统是潜航器主要的自主定位方法，其自主定位精度随着潜航器水下航行时间的增加不断变差，借助某种位置精确的标定物，对潜航器位置进行修正，以提高潜航器导航精度是一种行之有效的方法。

导航系统包括自动驾驶仪、捷联惯导组件、多普勒计程仪、声相关计程仪等组部件，其中捷联惯导组件和多普勒速度仪的精度和安装相对误差是影响导航精度的主要因素。由于捷联惯导组件和多普勒换能器安装部位的加工精度、装配精度及多普勒速度轴相对自身安装基准存在偏差等因素影响。在导航系统组件装配完成后，捷联惯导组件与多普勒换能器前向速度轴之间存在着一个夹角，如不对该角度进行标定，并在捷联惯导组件软件中予以补偿，势必引起运载体组合导航位置偏差，影响导航精度，同时多普勒计程仪的刻度因子偏差也会影响导航精度。

针对现有技术中潜航器导航定位精度不高的问题，目前还没有一个有效的解决方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种标定工装，将捷联惯导组件与多普勒计程仪、声相关计程仪固定到标定工装上，以对精度进行标定，进而解决潜航器导航定位精度不高的问题。

为达到上述目的，本申请提供了一种标定工装，包括：主支架、保护罩、盒体以及连接组件；所述主支架包括第一固定架、第二固定架以及立板，所述第一固定架固定在所述立板一面靠近上端位置，所述第二固定架固定在所述立板另一面靠近下端位置；所述盒体固定在所述第一固定架的上表面，用于罩设在捷联惯导组件的外部；所述保护罩套设在所述第一固定架外围；所述连接组件一端与所述主支架固定，另一端穿过所述保护罩，所述连接组件用于与所述待测船体连接。

进一步可选的，所述第一固定架包括：第一固定板以及第一加强筋；所述第一固定板与所述立板垂直固定；所述第一加强筋至少为三个，平行分布在所述第一固定板的下表面，所述第一加强筋的一边与所述第一固定板下表面连接，另一边与所述立板连接；所述第一固定板的上表面固定有所述盒体。

进一步可选的，所述第一固定板的上表面开设有第一安装孔，用于将所述捷联惯导组件固定在所述第一固定板上。

进一步可选的，所述第二固定架包括：所述第二固定架包括：第二固定板、侧板以及第二加强筋；所述第二固定板与所述立板垂直固定；所述侧板为两个，分别固定在所述第二固定板的两侧；所述侧板与所述立板形成的夹角以及所述侧板之间均设有多个所述第二加强筋。

进一步可选的，所述第二固定板开设有多个第二安装孔，用于安装各类换能器。

进一步可选的，所述保护罩为中空的半椭圆形，其开口边沿通过连接板与所述主支架连接。

进一步可选的，所述盒体与所述第一固定架连接位置设有密封垫。

进一步可选的，所述盒体侧面开设有电缆孔；所述电缆孔装设有水密电缆插座，所述插座连接有至少两种水密电缆。

进一步可选的，所述连接组件包括连接座以及连接柱；所述连接座固定在所述第一固定架上表面；所述连接柱与所述连接座垂直固定。

上述技术方案具有如下有益效果：设置主支架，将捷联惯导组件、多普勒计程仪与声相关计程仪固定在主支架，且在捷联惯导组件的外部设置盒体以及保护罩，避免水流造成的影响，便于完成导航系统预设校准点的有源校准，修正导航误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的标定工装的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的主支架的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的导航系统跑船标定系统结构框图。

附图标记：1-主支架 101-第一固定架 1011-第一固定板 1012-第一加强筋 102-第二固定架 1021-第二固定板 1022-侧板 1023-第二加强筋 1024-第二安装孔 103-立板2-保护罩 3-盒体 4-连接组件 401-连接柱 402-连接座 5-连接板

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中在导航系统组件装配完成后，捷联惯导组件与多普勒换能器前向速度轴之间存在着一个夹角，如不对该角度进行标定，并在捷联惯导组件软件中予以补偿，势必引起运载体组合导航位置偏差，影响导航精度，同时多普勒计程仪的刻度因子偏差也会影响导航精度。

为解决上述精度不准问题，本发明实施例提供了一种标定工装，图1为本发明实施例提供的标定工装的结构示意图，如图1所示，该标定工装包括：主支架1、保护罩2、盒体3以及连接组件4；所述主支架1包括第一固定架101、第二固定架102以及立板103，所述第一固定架101固定在所述立板103一面靠近上端位置，所述第二固定架102固定在所述立板103另一面靠近下端位置；所述盒体3固定在所述第一固定架101的上表面，用于罩设在捷联惯导组件的外部；所述保护罩2套设在所述第一固定架101外围；所述连接组件4一端与所述主支架1固定，另一端穿过所述保护罩2，所述连接组件4用于与所述待测船体连接。

如图1所示，主支架1包括以立板103为轴向两侧延伸的第一固定架101以及第二固定架102，第一固定架101与第二固定架102分设在立板103两侧，且固定在立板103上。其中，第一固定架101用于固定捷联惯导组件，第二固定架102用于固定多普勒计程仪换能器(浅水计程仪换能器)和声相关计程仪换能器(即深水计程仪换能器)。立板103作为一个起到连接支撑作用的部件，采用刚性材料制成。另外，为减少标定工装重量以及减少水流阻力，立板103优选的设置为部分镂空结构。

由于该标定工装使用时是全部没入水中的，因此需要考虑水流对工装的影响。在第一固定架101的上表面固定有盒体3，盒体3中空，内腔容置有捷联惯导组件，该盒体3采用高密度材料制成且具有一定刚性，避免水流渗入盒体3内部对捷联惯导组件产生影响。

在第一固定架101的上表面还固定有连接组件4，连接组件4一端固定在第一固定架101、另一端与待测船体的安装架连接，以使标定工装与待测船体同步航行。

作为一种可选的实施方式，图2是本发明实施例提供的主支架1的结构示意图，如图2所示，所述第一固定架101包括：第一固定架板1011以及第一加强筋1012；所述第一固定架板1011与所述立板103垂直固定；所述第一加强筋1012至少为三个，平行分布在所述第一固定架板1011的下表面，所述第一加强筋1012的一边与所述第一固定架板1011下表面连接，另一边与所述立板103连接；所述第一固定架板1011的上表面固定有所述盒体3。

如图2所示，第一固定架101由第一固定架板1011与第一加强筋1012组成，第一固定架板1011垂直固定在立板103一面。在本实施例中，第一固定架板1011与立板103的上端面平齐。在第一固定架板1011的下表面设有多个第一加强筋1012，第一加强筋1012为角筋，其固定在第一固定架板1011与立板103的垂直夹角处，以固定第一固定架板1011与立板103的相对位置，保证第一固定架板1011的刚性，防止第一固定架101在水下航行时出现变形。作为一种优选的实施方式，第一加强筋1012为三个，平行分布在第一固定架板1011下表面，其中两个分别固定在第一固定架板1011下表面的边缘位置，另一个固定在第一固定架板1011下表面的中部位置。另外，为减少标定工装重量以及减少水流阻力，第一固定架板1011以及第一加强筋1012优选的设置为部分镂空结构。

作为一种可选的实施方式，所述第一固定架板1011的上表面开设有第一安装孔，用于将所述捷联惯导组件固定在所述第一固定架板1011上。

第一固定架板1011的上表面设有第一安装孔，该第一安装孔与捷联惯导组件适配。捷联惯导组件安装在该第一安装孔上，实现捷联惯导组件在第一固定架101上的固定。在捷联惯导组件安装好后，在其外侧套设盒体3，以实现水下航行时盒体3对内部捷联惯导组件的防护。另外，第一安装孔的位置与其它换能器的相对距离为预设距离。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，所述第二固定架102包括：第二固定板1021、侧板1022以及第二加强筋1023；所述第二固定板1021与所述立板103垂直固定；所述侧板1022为两个，分别固定在所述第二固定板1021的两侧；所述侧板1022与所述立板103形成的夹角以及所述侧板1022之间均设有多个所述第二加强筋1023。

如图2所示，第二固定架102由第二固定板1021、侧板1022与第二加强筋1023组成。第二固定板1021垂直固定在立板103上，且第二固定板1021固定在与第一固定架101相对一面。在本实施例中，第二固定板1021与立板103的下端面平齐。侧板1022为直角三角形结构，数量为两个，分别固定在第一固定架板1011的两侧，且两个侧板1022互相平行。每一侧板1022一条直角边固定在第一固定架板1011的上表面，另一条直角边固定在立板103上，以维持第二固定架102的刚性。

另外，在侧板1022与立板103形成的垂直夹角处固定有第二加强筋1023，在本实施例中，每一处侧板1022与立板103形成的垂直夹角处设置有三个第二加强筋1023，三个第二加强筋1023平行分布。作为一种可选的实施方式，第二加强筋1023为角筋。

在平行设置的侧板1022之间设有多个第二加强筋1023，第二加强筋1023垂直固定在两个侧板1022之间，和/或斜向固定在两个侧板1022之间，以维持第二固定架102的刚性。作为一种可选的实施方式，第二加强筋1023为角筋或回形筋。另外，为减少标定工装重量以及减少水流阻力，第二固定板1021以及第二加强筋1023优选的设置为部分镂空结构。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，所述第二固定板1021开设有多个第二安装孔1024，用于安装各类换能器。

第二固定板1021的上表面开设有第二安装孔1024。第二安装孔1024至少为两个，两个安装孔的距离按要求设定为预设值，两个安装孔与盒体3的距离按要求也分别设定为预设值。在本实施例中设置与浅水计程仪换能器和深水计程仪换能器相适配的安装孔，以便浅水计程仪换能器和深水计程仪换能器安装到第二固定板1021上。作为一种具体的实施方式，直径为Φ173的第二安装孔1024用于固定潜水计程仪环能器，直径为Φ207的安装孔用于固定深水计程仪环能器。两种换能器的水密插座连接另外两种水密电缆，水密电缆的另一端分别连接多普勒计程仪和声相关计程仪的机箱，计程仪机箱连接至船载检控系统，实现换能器的供电和通讯。

作为一种可选的实施方式，如图1所示，所述保护罩2为中空的半椭圆形，其开口边沿通过连接板5与所述主支架1连接。

如图1所示，在上述方案的基础上，第一固定架101的外侧套设有保护罩2，保护罩2整体为半椭圆形，其外表面呈流水线型，内部中空。直径较小的一端朝向航向方向，直径较大一端开口，其开口边沿通过连接板5与主支架1固定。在本实施例中，连接板5为一个圆框，圆框内侧向内部延伸有第一突出块，立板103设有向两侧延伸的第二突出块，第二突出块呈半圆形，第一突出块与第二突出块固定连接，以实现主支架1与连接板5的连接。另外，连接板5的直径与保护罩2开口的直径一致，其圆周固定连接在保护罩2的开口边沿，以实现连接板5与保护罩2的连接。作为一种可选的实施方式，保护罩2容连接组件4穿过的位置设有凹陷，连接板5容连接组件4穿过的位置设有开口，方便连接组件4穿过。

作为一种可选的实施方式，所述盒体3与所述第一固定架101连接位置设有密封垫。

为避免标定工装在水下时盒体3内部渗水，在盒体3与第一固定架101连接的位置设置一层密封垫，以减少外部水流进入的可能。

作为一种可选的实施方式，所述盒体3侧面开设有电缆孔；所述电缆孔装设有水密电缆插座，所述插座连接有至少两种水密电缆。

盒体3内部的捷联惯导组件需要和盒体3外部的船载检控系统电连接，因此电缆需要穿过盒体3。为此盒体3侧面开设了电缆孔，并在电缆孔位置设置插座，以容水密电缆穿过。水密电缆为捷联惯导组件的供电通讯电缆，且水密电缆可承受不小于2.4MPa的水压，以避免深水航行时水压对电缆的影响。

作为一种可选的实施方式，所述连接组件4包括连接座402以及连接柱401；所述连接座402固定在所述第一固定架101上表面；所述连接柱401与所述连接座402垂直固定。

如图1所示，连接座402固定在第一固定架101的上表面，连接柱401固定在连接座402的上表面，连接柱401至少为三个，均匀设置在连接座402上。连接柱401的自由端固定在待检测船体的安装架上。在实际测试时，整个标定工装全部没入水下。

图3是本发明实施例提供的导航系统跑船标定系统结构框图，如图3所示，导航系统跑船标定分为捷联惯导组和多普勒计程仪组合导航的导航精度标定，即浅水组合导航标定；另一种为捷联惯导组和声相关计程仪组合导航的导航精度标定，即深水组合导航标定。每次导航系统跑船标定可完成一种导航模式的精度标定。

电源系统为多普勒计程仪、声相关计程仪和捷联惯导组件供电；GPS定位装置功能是有源校准实时精确定位位置点的经纬度，完成导航系统预设校准点的有源校准，修正导航误差；船载检控系统主要功能是完成导航系统标定过程中的协同、标定程序启动及标定的判定等。

当标定船下装配有标定工装，航行至预设点位，全系统上电，通过GPS定位装置完成惯导组件的初始对准，船载检控系统选择导航组合模式，下达导航系统标定指令，标定船保持相同预设航速沿直线航行至下一目标点，进行有源校准，对导航系统的装配偏差进行修订，船载检控系统判定有源校准成功后进行下一航路点艏艉有源校准。如此重复进行三个航路段的有源校准，三次有源校准均成功，船载检控系统会发出标定成功指令，完成预设导航组合模式的精度标定。

上述技术方案具有如下有益效果：通过设置了主支架1将捷联惯导组件、多普勒计程仪换能器和声相关计程仪换能器进行精确标定，解决潜航器在水下隐蔽工作模式下对自身位置的实时修正，实现潜航器的导航系统跑船标定以提高航潜器导航精度。主支架1外部套设有保护罩2，减少测试时水流对捷联惯导组件、多普勒计程仪换能器和声相关计程仪换能器的影响，设置多个加强筋加强标定工装的刚性，避免受水压影响出现变形。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种标定工装，其特征在于，包括：

主支架、保护罩、盒体以及连接组件；

所述主支架包括第一固定架、第二固定架以及立板，所述第一固定架固定在所述立板一面靠近上端位置，所述第二固定架固定在所述立板另一面靠近下端位置；

所述盒体固定在所述第一固定架的上表面，用于罩设在捷联惯导组件的外部；

所述保护罩套设在所述第一固定架外围；

所述连接组件一端与所述主支架固定，另一端穿过所述保护罩，所述连接组件用于与所述待测船体连接。

2.根据权利要求1所述的标定工装，其特征在于：

所述第一固定架包括：第一固定板以及第一加强筋；

所述第一固定板与所述立板垂直固定；

所述第一加强筋至少为三个，平行分布在所述第一固定板的下表面，所述第一加强筋的一边与所述第一固定板下表面连接，另一边与所述立板连接；

所述第一固定板的上表面固定有所述盒体。

3.根据权利要求2所述的标定工装，其特征在于：

所述第一固定板的上表面开设有第一安装孔，用于将所述捷联惯导组件固定在所述第一固定板上。

4.根据权利要求1所述的标定工装，其特征在于：

所述第二固定架包括：第二固定板、侧板以及第二加强筋；

所述第二固定板与所述立板垂直固定；

所述侧板为两个，分别固定在所述第二固定板的两侧；

所述侧板与所述立板形成的夹角以及所述侧板之间均设有多个所述第二加强筋。

5.根据权利要求4所述的标定工装，其特征在于：

所述第二固定板开设有多个第二安装孔，用于安装各类换能器。

6.根据权利要求1所述的标定工装，其特征在于：

所述保护罩为中空的半椭圆形，其开口边沿通过连接板与所述主支架连接。

7.根据权利要求1所述的标定工装，其特征在于：

所述盒体与所述第一固定架连接位置设有密封垫。

8.根据权利要求1所述的标定工装，其特征在于：

所述盒体侧面开设有电缆孔；

所述电缆孔装设有水密电缆插座，所述插座连接有至少两种水密电缆。

9.根据权利要求1所述的标定工装，其特征在于：

所述连接组件包括连接座以及连接柱；

所述连接座固定在所述第一固定架上表面；

所述连接柱与所述连接座垂直固定。

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