CN114001735B - 一种插销式锁紧机构及旋转式惯性测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种插销式锁紧机构及旋转式惯性测量装置。插销式锁紧机构包括锁紧销、安装座、限位机构；安装座内腔安装有蜗杆、与蜗杆啮合传动的蜗轮，安装座还连接有带动蜗杆转动的驱动电机，定义蜗轮轴线方向为第一方向，蜗轮套设在锁紧销外侧且与锁紧销为螺纹连接，锁紧销轴线与蜗轮轴线在同一直线上；锁紧销具有第一运动位置和第二运动位置；当所述锁紧销位于第一运动位置时，所述锁紧销的一端位于安装座内腔开口外侧；位于第二运动位置的锁紧销相对于位于第一运动位置的锁紧销缩进第一长度。

Description

一种插销式锁紧机构及旋转式惯性测量装置

技术领域

本发明涉及一种插销式锁紧机构及旋转式惯性测量装置，应用于惯性导航领域中旋转框架类惯性导航产品的内框的锁紧。

背景技术

旋转框架类惯性导航产品因其可以通过自动旋转实现精度误差补偿的特性，在惯性导航领域应用越来越普遍。旋转式惯性测量装置包含基座、内框、外框、惯性器件组件等，惯性器件组件、内框、外框和产品基座自内向外依次套装。惯性器件组件安装至内框上、与内框固联。旋转式惯性测量装置产品在受冲击、过载或振动时，会导致内框相对基座产生转动，从而使得惯性器件相对于基座产生转动，该转动将直接对惯型器件的测量精度产生负面影响。现有技术中，仅通过用于驱动内框转动的内框驱动电机的自锁来保证内框与基座的相对位置，但内框驱动电机自锁的力很小，无法有效应对冲击、过载或振动。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中内框驱动电机的自锁的力很小从而无法有效应对冲击、过载或振动而对惯型器件的测量精度产生负面影响的问题，提供一种插销式锁紧机构及旋转式惯性测量装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种插销式锁紧机构，包括锁紧销，还包括用于在周向方向上对锁紧销限位的限位机构、用于与旋转式惯性测量装置的基座固定连接的安装座；

所述安装座内腔安装有蜗杆、与所述蜗杆啮合传动的蜗轮，所述安装座还连接有带动蜗杆转动的驱动电机，定义蜗轮轴线方向为第一方向，所述蜗轮套设在锁紧销外侧且与锁紧销为螺纹连接，所述锁紧销轴线与蜗轮轴线在同一直线上；

所述锁紧销具有第一运动位置和第二运动位置；

当所述锁紧销位于第一运动位置时，所述锁紧销的一端位于安装座内腔开口外侧；

位于第二运动位置的锁紧销相对于位于第一运动位置的锁紧销缩进第一长度。

本发明中，驱动电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，从而带动与蜗轮内壁配合的锁紧销在第一方向上直线运动，从而可使得锁紧销在第一运动位置时可从安装座内腔开口向外伸出，从而可抵接内框，且可实现锁紧销在第二运动位置时缩进第一长度，从而与内框具有间隙，不会干扰内框的转动。蜗轮和蜗杆之间的配合、以及蜗轮与锁紧销之间的螺纹配合使得驱动力较大，且锁紧销可以被蜗轮限位从而在第一方向上直线运动，且运动较为稳定。

进一步地，当安装座与旋转式惯性测量装置的基座固定连接时，所述锁紧销的运动方向垂直于内框的转动轴。

进一步地，所述插销式锁紧机构还包括控制单元、用于检测所述锁紧销是否位于第一运动位置的第一检测机构、用于检测所述锁紧销是否位于第二运动位置的第二检测机构；所述第一检测机构的输出端、第二检测机构的输出端、驱动电机的控制端均与控制单元电连接。

本发明中，通过设置第一检测机构、第二检测机构，使得可以检测锁紧销是否到位，从而可以控制驱动电机的启停，避免在锁紧销到位（到达锁紧位置或释放位置）后驱动电机继续向前运动对装置造成损坏。

在一种优选实施方式中，所述第一检测机构包括与安装座固定连接的光信号发射单元、光信号接收单元，所述光信号发射单元、光信号接收单元分别位于锁紧销两侧，所述光信号接收单元的输出端与控制单元电连接，所述锁紧销上开设有通孔；所述锁紧销位于第一运动位置时，所述光信号发射单元发射的信号穿过所述通孔后由光信号接收单元接收。

在一种优选实施方式中，所述第二检测机构为与安装座固定连接的触点开关，所述触点开关的输出端与控制单元电连接；所述锁紧销位于第一运动位置时，所述锁紧销与触点开关的感应端具有间隙；所述锁紧销位于第二运动位置时，所述锁紧销与触点开关的感应端接触。

进一步地，所述限位机构包括导向结构、用于与导向结构相配合且用于沿导向结构在第一方向滑动的滑动结构；

所述导向结构固定在锁紧销外壁面，所述导向结构的延伸方向平行于第一方向；

所述滑动结构固定在安装座内壁面；

所述导向结构为锁紧销外壁面上沿第一方向开设的沉槽、且所述滑动结构为固定在安装座内壁面上的滑动块，或

所述导向结构为固定在锁紧销外壁面上的滑动块、且所述滑动结构为在安装座内壁面沿第一方向开设的沉槽；

当所述锁紧销位于第一运动位置时，所述滑动块与沉槽在第一方向上的一侧壁面接触；

当所述锁紧销位于第二运动位置时，所述滑动块与沉槽在第一方向上的另一侧壁面接触。

本发明中，通过设置沉槽，且滑动块与沉槽配合，使得沉槽可以在第一方向上对滑动块进行限位，避免滑动块超出运动范围，也避免在第一检测机构和/或第二检测机构失效时锁紧销不受控的继续运动造成装置损坏。沉槽与滑动块的配合，可保证滑动块只做直线运动，不会使得锁紧销发生周向运动。

进一步地，所述锁紧销沿轴线方向依次设置有抵接部、连接部、外螺纹部；

所述外螺纹部与套设在锁紧销外侧的蜗轮为螺纹连接，所述抵接部的远离连接部的一端为所述锁紧销的一端，所述连接部上开设有所述沉槽。

进一步地，所述插销式锁紧机构具有沿第一方向依次设置且相互连接的第一腔体、第二腔体；所述第一腔体形成于蜗轮内，所述第二腔体形成于蜗轮内、或形成于安装座内、或由蜗轮内壁和安装座内壁共同围成；

所述第一腔体壁面开设有与所述外螺纹部配合的内螺纹；

所述连接部上设置有与第二腔体的形状相配合、且用于沿第二腔体壁面滑动的滑动件；

所述滑动件外壁面与锁紧销轴线之间的距离大于抵接部外壁面与锁紧销轴线之间的距离，且大于沉槽槽底与锁紧销轴线之间的距离。

在一种优选实施方式中，所述第一腔体、第二腔体均为圆柱形状；所述滑动件、与滑动件对应的沉槽的部分形成具有缺口的圆柱结构，或所述滑动件、沉槽形成具有缺口的圆柱结构。

本发明中，通过上述设置，使得外螺纹部与蜗轮内壁面为螺纹配合，且通过形状相配合的滑动件、第二腔体来进一步对锁紧销限位，避免锁紧销左右晃动，从而可以保证锁紧销直线运动。通过设置滑动件外壁面、抵接部外壁面、沉槽槽底与锁紧销轴线之间的距离关系，从而可以使得滑动件与第二腔体相互配合时，避免抵接部壁面与其外侧结构接触，从而不会影响抵接部的直线运动。

进一步地，所述滑动件与外螺纹部之间设置有第一连接部，所述滑动件外壁面与锁紧销轴线之间的距离大于第一连接部外壁面与锁紧销轴线之间的距离；所述第二腔体壁面与蜗轮轴线之间的距离大于第一腔体壁面与蜗轮轴线之间的距离，从而在所述第一腔体、第二腔体的交界处形成台阶部。

在一种优选实施方式中，当所述锁紧销位于第二运动位置时，所述滑动件的靠近第一连接部的滑动件端面与所述台阶部接触。

本发明中，通过上述设置，可以使得滑动件朝向外螺纹部的滑动件端面可以受到台阶部的限制，即使第一检测机构、第二检测机构失效，台阶部也可以通过阻挡滑动件来阻挡锁紧销继续向前运动，避免过度抵接内框造成装置损坏。

进一步地，所述安装座内设置有第一轴承、第二轴承，所述第一轴承套设在所述蜗轮外侧，所述第二轴承套设在所述蜗杆外侧；

所述第一轴承的轴线、蜗轮的轴线位于同一直线；

所述第二轴承的轴线、蜗杆的轴线位于同一直线。

进一步地，所述驱动电机输出端通过减速机构与所述蜗杆固定连接。

本发明中，通过设置减速机构，使得驱动电机的推力大，从而使得锁紧销对内框抵接的力较大，从而较好地在周向方向限制内框转动。

本发明还提供一种旋转式惯性测量装置，包括基座、用于相对于基座转动的外框、内框，所述内框固定连接有惯性器件；

所述旋转式惯性测量装置还包括K个如前所述的插销式锁紧机构，K≥2，每个插销式锁紧机构的安装座均与基座固定连接，各个插销式锁紧机构围绕内框在基座周向方向上间隔设置；

所述内框外壁面上开设有与K个插销式锁紧机构分别对应设置的K个凹槽；

当所述内框位于转动零位时、且当所述锁紧销位于第一运动位置时，K个插销式锁紧机构的锁紧销分别抵接对应的K个凹槽，从而在周向方向上对内框限位；

当所述锁紧销位于第二运动位置时，所述锁紧销与位于任意转动位置的内框之间均存在间隙。

本发明通过将该锁紧机构的锁紧销抵接内框，来保证与内框固定的惯性器件与产品安装平台（即基座）相对位置保持不变。本发明结构简单，装配难度低，控制方便，只需设置好程序即可实现自动锁紧和释放；同时锁紧销推动力大、锁紧速度快；拥有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的插销式锁紧机构的第一个立体结构示意图（从锁紧销抵接内框的端部看）；

图2是本发明实施例的插销式锁紧机构的第二个立体结构示意图（触点开关一侧看）；

图3是本发明实施例的插销式锁紧机构的第三个立体结构示意图（锁紧销位于第一运动位置即锁紧状态）；

图4是本发明实施例的插销式锁紧机构的第四个立体结构示意图（锁紧销位于第二运动位置即释放状态）；

图5是本发明实施例的插销式锁紧机构的第一个剖视示意图（锁紧销位于第一运动位置即锁紧状态，剖面穿过锁紧销轴线且平行于蜗杆轴线）；

图6是本发明实施例的插销式锁紧机构的第二个剖视示意图（锁紧销位于第二运动位置即释放状态，剖面穿过锁紧销轴线且平行于蜗杆轴线）；

图7是本发明实施例的插销式锁紧机构的第三个剖视示意图（剖面穿过蜗杆轴线且垂直于锁紧销轴线）；

图8是本发明实施例的限位座、锁紧销、光信号发射单元、光信号接收单元等结构相配合的立体结构示意图；

图9是本发明实施例的锁紧销的立体结构示意图；

图10是本发明实施例的限位座、滑动块等结构相配合的立体结构示意图；

图11是本发明实施例的插销式锁紧机构锁紧内框的剖面示意图（剖面穿过锁紧销轴线且垂直于蜗杆轴线）；

图12是图11的M1结构的放大示意图；

图13是图12中M2结构中内框部分的放大示意图。

上述附图中：1-基座；2-外框；3-惯性器件；4-内框；401-凹槽；5-安装座；51-安装座主体；501-内腔开口；61-第一齿轮；62-第二齿轮；7-驱动电机；8-第一挡板；9-触点开关；10-第二挡板；11-第三挡板；12-限位座；1201-第一腔体；1202-第二腔体；1203-台阶部；131-光信号发射单元；132-光信号接收单元；14-锁紧销；1401-抵接部；1402-沉槽；1403-滑动件；1403A-滑动件端面；1404-第一连接部；1405-限位件；1406-外螺纹部；1407-锁紧销后端部；1408-通孔；14A-一侧壁面；14B-另一侧壁面；15-滑动块；161、162-第一轴承；17-蜗轮；18-蜗杆；191、192-第二轴承，L1为内框的转动轴线，L2为锁紧销轴线。

具体实施方式

下面将结合本申请的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

实施例1

本申请的插销式锁紧机构主要包括驱动部分、锁紧部分。驱动部分主要包括安装座5、驱动电机7、第一齿轮61、第二齿轮62、蜗轮17、与蜗轮17啮合的蜗杆18，用于固定蜗轮17的第一轴承161、162，用于对第一轴承161、162限位的第一挡板8，用于固定蜗杆18的第二轴承191、192，用于对第二轴承191、192进行限位的第二挡板10、第三挡板11。锁紧部分主要包括锁紧销14，用于固定锁紧销14的限位座12，用于避免锁紧销14发生转动且保证锁紧销14进行直线运动的滑动块15。各个零部件可通过安装螺钉进行固定。

如图1-10所示，本发明提供一种插销式锁紧机构，包括锁紧销14，还包括用于在周向方向上对锁紧销14限位的限位机构、用于与旋转式惯性测量装置的基座1固定连接的安装座5。

所述安装座5内腔安装有蜗杆18、与所述蜗杆18啮合传动的蜗轮17，所述安装座5还连接有带动蜗杆18转动的驱动电机7，定义蜗轮17轴线方向为第一方向（也即图5中L2的方向），所述蜗轮17套设在锁紧销14外侧且与锁紧销14为螺纹连接，所述锁紧销14轴线与蜗轮17轴线在同一直线上。蜗杆18长度方向（即轴线方向）可与蜗轮17轴线方向垂直。

所述蜗轮17转动时，所述锁紧销14相对于蜗轮17转动，从而沿第一方向（锁紧销14轴线方向）运动。

所述锁紧销14具有第一运动位置（也可称为锁紧位置）和第二运动位置（也可称为释放位置）。

当所述锁紧销14位于第一运动位置时，所述锁紧销14的一端位于安装座5内腔开口501外侧，即锁紧销14的一端从安装座5内腔向外伸出。

位于第二运动位置的锁紧销14相对于位于第一运动位置的锁紧销14缩进第一长度。第一长度可根据被抵接的内框4的尺寸、基座1与内框4的相对位置、锁紧销的尺寸确定，以保证锁紧销14位于第一运动位置时抵接内框，且保证锁紧销14位于第二运动位置时不会干扰内框的转动。本领域技术人员可以理解如何设置第一长度。

当安装座5与旋转式惯性测量装置的基座1固定连接、且当所述旋转式惯性测量装置的内框4位于转动零位、且当所述锁紧销14位于第一运动位置时，所述锁紧销14的一端（即抵接部1401端部）位于安装座5内腔开口501外侧，且所述锁紧销14的一端与内框4抵接。即锁紧销14抵住内框4，在周向方向上限制内框4的转动。

当安装座5与旋转式惯性测量装置的基座1固定连接、且当所述锁紧销14位于第二运动位置时，所述锁紧销14与位于任意转动位置的内框4之间均存在间隙。即锁紧销14不会影响内框4的转动，处于释放状态。

当安装座5与旋转式惯性测量装置的基座1固定连接时，所述锁紧销14的运动方向优选垂直于内框4的转动轴L1。

所述限位机构包括导向结构、用于与导向结构相配合且用于沿导向结构在第一方向滑动的滑动结构。当所述锁紧销14相对于蜗轮17转动时，所述滑动结构沿导向结构滑动。

所述导向结构固定在锁紧销14外壁面，所述导向结构的延伸方向平行于第一方向。

所述滑动结构固定在安装座5内壁面。

如本实施例中所示，所述导向结构为锁紧销14外壁面上沿第一方向开设的沉槽1402、且所述滑动结构为固定在安装座5内壁面上的滑动块15（优选固定在限位座12的内壁面）。

图中未示出的，所述导向结构也可为固定在锁紧销14外壁面上的滑动块15、且所述滑动结构也可为在安装座5内壁面沿第一方向开设的沉槽1402。

当所述锁紧销14位于第一运动位置时，所述滑动块15与沉槽1402在第一方向上的一侧壁面14A接触。

当所述锁紧销14位于第二运动位置时，所述滑动块15与沉槽1402在第一方向上的另一侧壁面14B接触。第一连接部1404外壁面与沉槽1402底面（槽底）平滑连接，从而使得滑动块15可在一侧壁面14A、另一侧壁面14B之间滑动。

所述锁紧销14沿轴线方向依次设置有抵接部1401、连接部、外螺纹部1406；

所述外螺纹部1406与套设在锁紧销14外侧的蜗轮17为螺纹连接，所述抵接部1401的远离连接部的一端为所述锁紧销14的一端，所述连接部上开设有所述沉槽1402。

所述插销式锁紧机构具有沿第一方向依次设置且相互连接的第一腔体1201、第二腔体1202；所述第一腔体1201形成于蜗轮17内，所述第二腔体1202形成于蜗轮17内、或形成于安装座5内、或由蜗轮17内壁的部分和安装座5内壁的部分共同围成。如图5、图6、图10所示，本实施例中，蜗轮17内腔的一部分形成第一腔体1201，蜗轮17内腔的另一部分、安装座5的限位座12的通孔121形成第二腔体1202。

所述第一腔体1201壁面开设有与所述外螺纹部1406配合的内螺纹。

所述连接部上设置有与第二腔体1202的形状相配合、且用于沿第二腔体1202壁面滑动的滑动件1403。

所述滑动件1403外壁面与锁紧销14轴线之间的距离大于抵接部1401外壁面与锁紧销14轴线之间的距离，且大于沉槽1402槽底与锁紧销14轴线之间的距离。

优选地，所述第一腔体1201、第二腔体1202均为圆柱形状；所述滑动件1403、与滑动件1403对应的沉槽1402的部分形成具有缺口的圆柱结构，或所述滑动件1403外壁面、沉槽1402壁面形成具有缺口的圆柱结构。

所述滑动件1403与外螺纹部1406之间设置有第一连接部1404，所述滑动件1403外壁面与锁紧销14轴线之间的距离大于第一连接部1404外壁面与锁紧销14轴线之间的距离；所述第二腔体1202壁面与蜗轮17轴线之间的距离大于第一腔体1201壁面与蜗轮17轴线之间的距离，从而在所述第一腔体1201、第二腔体1202的交界处形成台阶部1203。

优选地，当所述锁紧销14位于第二运动位置时，所述滑动件1403的靠近第一连接部1404的滑动件端面1403A与所述台阶部1203接触。

所述连接部包括滑动件1403、第一连接部1404。连接部与外螺纹部1406之间可设置限位件1405。限位件1405可开设外螺纹，也可不开设。

沉槽1402可形成在抵接部1401、限位件1405之间。限位件1405的靠近抵接部1401的壁面为沉槽1402在第一方向上的一侧壁面14A。抵接部1401与连接部接触的壁面为沉槽1402在第一方向上的另一侧壁面14B。

滑动件1403、第一连接部1404均可为圆柱形状，且滑动件1403的外径大于第一连接部1404的外径。

所述插销式锁紧机构还包括控制单元、用于检测所述锁紧销14是否位于第一运动位置（即检测锁紧销14是否处于锁紧状态）的第一检测机构、用于检测所述锁紧销14是否位于第二运动位置的第二检测机构；所述第一检测机构的输出端、第二检测机构的输出端、驱动电机7的控制端均与控制单元电连接。控制单元可采用单片机、DSP、CPLD、FPGA等。

如图1、图3、图4、图8所示，本实施例中，所述第一检测机构包括与安装座5固定连接的光信号发射单元131、光信号接收单元132，所述光信号发射单元131、光信号接收单元132分别位于锁紧销14两侧，所述光信号接收单元132的输出端与控制单元电连接，所述锁紧销14上开设有通孔1408；所述锁紧销14位于第一运动位置时，所述光信号发射单元131发射的信号穿过所述通孔1408后由光信号接收单元132接收。

光信号发射单元131、光信号接收单元132可固定在安装座5上（优选在安装座主体51上），且分别位于限位座12两侧。限位座12上可开设垂直于锁紧销14轴线方向的通孔122。如果限位座12未在光信号发射单元131、光信号接收单元132之间形成遮挡，则无需在限位座12上开设通孔。

如图1、图8、图9所示，当锁紧销14完成锁紧产品内框4的操作时，光信号发射单元131发射的信号将会通过限位座12上的通孔、锁紧销14上的通孔1408由光信号接收单元132接收，光信号接收单元132的输出端将锁紧销14的锁紧状态反馈到控制单元，进而停止驱动电机7的运转，完成整个锁紧行为。完成锁紧时，发射端发射的光线是否正好穿过通孔1408，由接收端接收。

本实施例中，所述第二检测机构为与安装座5固定连接的触点开关9，所述触点开关9的输出端与控制器电连接；所述锁紧销14位于第一运动位置时，所述锁紧销14与触点开关9的感应端具有间隙；所述锁紧销14位于第二运动位置时，所述锁紧销14的锁紧销后端部1407与触点开关9的感应端接触。触点开关9安装在安装座5上，用于检测锁紧销14是否释放状态。光信号接收单元132及触点开关9将信号反馈给电路控制板，控制驱动电机7的启停。

所述安装座5内设置有第一轴承161，162、第二轴承191、192，所述第一轴承161，162套设在所述蜗轮17外侧，所述第二轴承191、192套设在所述蜗杆18外侧；

所述第一轴承161，162的轴线、蜗轮17的轴线位于同一直线；

所述第二轴承191、192的轴线、蜗杆18的轴线位于同一直线。

所述驱动电机7输出端通过减速机构与所述蜗杆18固定连接。所述减速结构包括相互配合的第一齿轮61、第二齿轮62。所述驱动电机7输出端依次通过第一齿轮61、第二齿轮62与蜗杆18连接。所述第二齿轮62的转动轴与所述蜗杆18固定连接，所述第二齿轮62的轴线与所述蜗杆18的轴线位于同一直线。所述驱动电机7、蜗轮17分别设置于蜗杆18两侧。

本发明插销式锁紧机构通过控制驱动电机7，由驱动电机7经自带的减速机构减速后驱动第一齿轮61，第一齿轮61带动第二齿轮62转动，从而驱动蜗杆18转动，蜗杆18驱动蜗轮17进行旋转，由于蜗轮17和锁紧销14为螺纹配合方式，同时在限位座12及滑动块15的限制下，蜗轮17的旋转带动锁紧销14进行前后直线移动，实现其锁紧与释放功能。

当通过内框4、外框2旋转完成对惯性器件3的精度误差补偿后，内框4旋转至待锁紧位置（即转动零位）。通过控制驱动电机7经自带减速机减速后带动第一齿轮61转动，第一齿轮61带动第二齿轮62转动，从而带动蜗杆18转动，蜗杆18通过啮合方式带动蜗轮17旋转，蜗轮17旋转进而通过螺纹副驱动锁紧销14进行直线运动，来实现锁紧销14的锁紧与释放功能。具体操作是通过锁紧销14上的沉槽1402与滑动块15、锁紧销14与限位座12上的滑动件1403配合，来对锁紧销14进行周向限位，即限位座12内腔内壁面与滑动件1403外壁面配合，保证锁紧销14在蜗轮17的驱动作用下只能进行轴向运动，如图8、图9、图10所示。一对第一轴承161、162对蜗轮17具有支撑作用。第一挡板8对第一轴承161、162具有限位和固定作用。第二轴承191、192对蜗杆18具有支撑作用。第二挡板10、第三挡板11对第二轴承191、192具有限位和固定作用。驱动电机7可自带减速机。

安装座5包括安装座主体51、固定在安装座主体51上的限位座12（可通过螺纹连接）。第一挡板8、第二挡板10、第三挡板11可与安装座5固定连接（优选与安装座主体51固定）。安装座5、限位座12可为一体机构或相互固定连接。

如图4、图6、图9所示，当需要对产品内框4进行释放时，控制单元通过启动驱动电机7，经过上述传动后，驱动锁紧销14向反向直线运动，当锁紧销14完成对产品内框4的释放时，锁紧销14通过与触点开关9接触来触发触点开关9，将锁紧销14的释放状态转换为信号反馈到控制单元，进而停止驱动电机7的运转，完成整个释放行为。锁紧销14后退到接触触点开关9，则触点开关9启动。

本申请中：

1. 经驱动电机7自带减速机和蜗轮17、蜗杆18的二级减速后，锁紧销14行程过程中推力大，而且蜗轮17和锁紧销14的螺纹配合方式，将蜗轮17的转动转换为直线运动，也可以起到力的放大作用。可达到约350N的推力；同时锁紧机构的重量轻，可为约350g左右；

2. 由于可控制驱动电机7的转速，经二级减速后仍可达到1.8mm/s的行进速度，在4s内即可完成锁紧或释放状态；

3. 通过设置发射、接受2个光电敏感器件13及触点开关9来实现锁紧销14锁紧和释放位置的检测，完成锁紧或释放的状态；

4. 锁紧销14不会脱出锁紧机构。首先因对锁紧销14的结构进行局部螺纹设计，可保证即使光电敏感器件13出现检测失误，锁紧销14锁紧过程中将会被滑动块15进行限位（如图5所示）；其次，即使触点开关9出现检测失误，锁紧销14在释放过程中最后会被蜗轮17进行限位，不会脱出锁紧机构（如图6所示）；

5. 由于蜗轮17和锁紧销14为螺纹配合方式，锁紧销14的轴向运动很难反向推动蜗轮17的转动，且蜗轮17蜗杆18本身具有自锁功能；同时对驱动电机7进行使能处理，可保证产品在受冲击、过载或振动等外界恶劣情况时，在锁紧机构的锁紧功能下，惯性器件3与产品安装平台（即基座1）相对位置保持不变，保证其测量精度的准确性；

本发明结构简单、装配难度低、控制方便，只需设置好程序即可实现自动锁紧和释放；同时整个锁紧机构具有自锁功能，锁紧销14推动力大，锁紧速度快；拥有广阔的应用前景。

实施例2

如图11-13所示，本发明提供一种旋转式惯性测量装置，包括基座1、用于相对于基座1转动的外框2、内框4，所述内框4固定连接有惯性器件3。

所述旋转式惯性测量装置还包括K个如上述所述的插销式锁紧机构，K≥2，每个插销式锁紧机构的安装座5均与基座1固定连接（可通过螺纹连接），各个插销式锁紧机构围绕内框4在基座1周向方向上间隔设置。

所述内框4外壁面上开设有与K个插销式锁紧机构分别对应设置的K个凹槽401；

当所述内框4位于转动零位时、且当所述锁紧销14位于第一运动位置时，K个插销式锁紧机构的锁紧销14分别抵接对应的K个凹槽401，从而在周向方向上对内框4限位。

当所述锁紧销14位于第二运动位置时，所述锁紧销14与位于任意转动位置的内框4之间均存在间隙。

本实施例中，K=2，相对的两个插销式锁紧机构的锁紧销分别抵接对应的两个凹槽401的槽底，从而在周向方向上对内框4限位。即两个插销式锁紧机构的夹角为180°。K也可为大于2的其他值，只要保证插销式锁紧机构的锁紧销14分别抵接内框4，使得内框4无法转动即可。优选地，相邻两个插销式锁紧机构之间的夹角为360°/K个。

在内框4周向方向上，各个凹槽401可在内框4外壁面间隔设置，也可共同形成在内框4外壁面上开设的环状凹槽。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明涵盖范围之内。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (14)

1.一种插销式锁紧机构，其特征在于，包括锁紧销（14），还包括用于在周向方向上对锁紧销（14）限位的限位机构、用于与旋转式惯性测量装置的基座（1）固定连接的安装座（5）；

所述安装座（5）内腔安装有蜗杆（18）、与所述蜗杆（18）啮合传动的蜗轮（17），所述安装座（5）还连接有带动蜗杆（18）转动的驱动电机（7），定义蜗轮（17）轴线方向为第一方向，所述蜗轮（17）套设在锁紧销（14）外侧且与锁紧销（14）为螺纹连接，所述锁紧销（14）轴线与蜗轮（17）轴线在同一直线上；

所述锁紧销（14）具有第一运动位置和第二运动位置；

当所述锁紧销（14）位于第一运动位置时，所述锁紧销（14）的一端位于安装座（5）内腔开口（501）外侧；

位于第二运动位置的锁紧销（14）相对于位于第一运动位置的锁紧销（14）缩进第一长度；第一长度需要保证锁紧销（14）位于第一运动位置时抵接内框，且保证锁紧销（14）位于第二运动位置时不会干扰内框的转动。

2.根据权利要求1所述的插销式锁紧机构，其特征在于：当安装座（5）与旋转式惯性测量装置的基座（1）固定连接时，所述锁紧销（14）的运动方向垂直于内框（4）的转动轴。

3.根据权利要求1所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述插销式锁紧机构还包括控制单元、用于检测所述锁紧销（14）是否位于第一运动位置的第一检测机构、用于检测所述锁紧销（14）是否位于第二运动位置的第二检测机构；所述第一检测机构的输出端、第二检测机构的输出端、驱动电机（7）的控制端均与控制单元电连接。

4.根据权利要求3所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述第一检测机构包括与安装座（5）固定连接的光信号发射单元（131）、光信号接收单元（132），所述光信号发射单元（131）、光信号接收单元（132）分别位于锁紧销（14）两侧，所述光信号接收单元（132）的输出端与控制单元电连接，所述锁紧销（14）上开设有通孔（1408）；所述锁紧销（14）位于第一运动位置时，所述光信号发射单元（131）发射的信号穿过所述通孔（1408）后由光信号接收单元（132）接收。

5.根据权利要求3所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述第二检测机构为与安装座（5）固定连接的触点开关（9），所述触点开关（9）的输出端与控制单元电连接；所述锁紧销（14）位于第一运动位置时，所述锁紧销（14）与触点开关（9）的感应端具有间隙；所述锁紧销（14）位于第二运动位置时，所述锁紧销（14）与触点开关（9）的感应端接触。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述限位机构包括导向结构、用于与导向结构相配合且用于沿导向结构在第一方向滑动的滑动结构；

所述导向结构固定在锁紧销（14）外壁面，所述导向结构的延伸方向平行于第一方向；

所述滑动结构固定在安装座（5）内壁面；

所述导向结构为锁紧销（14）外壁面上沿第一方向开设的沉槽（1402）、且所述滑动结构为固定在安装座（5）内壁面上的滑动块（15），或

所述导向结构为固定在锁紧销（14）外壁面上的滑动块（15）、且所述滑动结构为在安装座（5）内壁面沿第一方向开设的沉槽（1402）；

当所述锁紧销（14）位于第一运动位置时，所述滑动块（15）与沉槽（1402）在第一方向上的一侧壁面（14A）接触；

当所述锁紧销（14）位于第二运动位置时，所述滑动块（15）与沉槽（1402）在第一方向上的另一侧壁面（14B）接触。

7.根据权利要求6所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述锁紧销（14）沿轴线方向依次设置有抵接部（1401）、连接部、外螺纹部（1406）；

所述外螺纹部（1406）与套设在锁紧销（14）外侧的蜗轮（17）为螺纹连接，所述抵接部（1401）的远离连接部的一端为所述锁紧销（14）的一端，所述连接部上开设有所述沉槽（1402）。

8.根据权利要求7所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述插销式锁紧机构具有沿第一方向依次设置且相互连接的第一腔体（1201）、第二腔体（1202）；所述第一腔体（1201）形成于蜗轮（17）内，所述第二腔体（1202）形成于蜗轮（17）内、或形成于安装座（5）内、或由蜗轮（17）内壁和安装座（5）内壁共同围成；

所述第一腔体（1201）壁面开设有与所述外螺纹部（1406）配合的内螺纹；

所述连接部上设置有与第二腔体（1202）的形状相配合、且用于沿第二腔体（1202）壁面滑动的滑动件（1403）；

所述滑动件（1403）外壁面与锁紧销（14）轴线之间的距离大于抵接部（1401）外壁面与锁紧销（14）轴线之间的距离，且大于沉槽（1402）槽底与锁紧销（14）轴线之间的距离。

9.根据权利要求8所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述第一腔体（1201）、第二腔体（1202）均为圆柱形状；所述滑动件（1403）、与滑动件（1403）对应的沉槽（1402）的部分形成具有缺口的圆柱结构，或所述滑动件（1403）、沉槽（1402）形成具有缺口的圆柱结构。

10.根据权利要求8所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述滑动件（1403）与外螺纹部（1406）之间设置有第一连接部（1404），所述滑动件（1403）外壁面与锁紧销（14）轴线之间的距离大于第一连接部（1404）外壁面与锁紧销（14）轴线之间的距离；所述第二腔体（1202）壁面与蜗轮（17）轴线之间的距离大于第一腔体（1201）壁面与蜗轮（17）轴线之间的距离，从而在所述第一腔体（1201）、第二腔体（1202）的交界处形成台阶部（1203）。

11.根据权利要求10所述的插销式锁紧机构，其特征在于：当所述锁紧销（14）位于第二运动位置时，所述滑动件（1403）的靠近第一连接部（1404）的滑动件端面（1403A）与所述台阶部（1203）接触。

12.根据权利要求1所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述安装座（5）内设置有第一轴承（161，162）、第二轴承（191、192），所述第一轴承（161，162）套设在所述蜗轮（17）外侧，所述第二轴承（191、192）套设在所述蜗杆（18）外侧；

所述第一轴承（161，162）的轴线、蜗轮（17）的轴线位于同一直线；

所述第二轴承（191、192）的轴线、蜗杆（18）的轴线位于同一直线。

13.根据权利要求1所述的插销式锁紧机构，其特征在于：所述驱动电机（7）输出端通过减速机构与所述蜗杆（18）固定连接。

14.一种旋转式惯性测量装置，包括基座（1）、用于相对于基座（1）转动的外框（2）、内框（4），所述内框（4）固定连接有惯性器件（3）；

其特征在于，所述旋转式惯性测量装置还包括K个如权利要求1-13中任一项所述的插销式锁紧机构，K≥2，每个插销式锁紧机构的安装座（5）均与基座（1）固定连接，各个插销式锁紧机构围绕内框（4）在基座（1）周向方向上间隔设置；

所述内框（4）外壁面上开设有与K个插销式锁紧机构分别对应设置的K个凹槽（401）；

当所述内框（4）位于转动零位时、且当所述锁紧销（14）位于第一运动位置时，K个插销式锁紧机构的锁紧销（14）分别抵接对应的K个凹槽（401），从而在周向方向上对内框（4）限位；

当所述锁紧销（14）位于第二运动位置时，所述锁紧销（14）与位于任意转动位置的内框（4）之间均存在间隙。