CN207264170U - 惯性导航装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种惯性导航装置及系统，属于惯性导航领域。所述装置包括底板，底板上设置有数据测量模块、数据输出模块、电源隔离模块和信号隔离模块，通过电源隔离模块分别给述数据测量模块、所述数据输出模块和所述信号隔离模块进行供电，且所述电源隔离模块给所述数据测量模块和所述数据输出模块通过反激式变压器进行隔离供电，并且，通过信号隔离模块将所述数据测量模块与所述数据输出模块之间的信号传输进行电气隔离传输，从而保护所述数据测量模块与所述数据输出模块不会因为外部干扰导致输入电压过大而产生损坏或无法正常工作的情况。

Description

惯性导航装置及系统

技术领域

本实用新型涉及惯性导航领域，具体而言，涉及一种惯性导航装置及系统。

背景技术

在高精密传感器中，特别是进行物理测量的高精密传感器，如加速度计，三轴陀螺仪等MEMS芯片，都依赖电源向其提供供电，并且依赖电信号向外输出。电源有动力线和地线，电信号也有信号线和地线，这些都是传感器和外部接口的电连接。这样的话，在外部复杂电磁环境，特别是有高压动力传输的环境下，有可能通过这些电磁环境对电连接发生干扰，并且存在损坏芯片的可能。

例如在极端环境下，由于可能有电磁扰动和脉冲从地线进入，造成惯性导航系统内的全部部件干扰或损坏。因为地线在一般的电路设计中都是统一的(零电位)，连接各个电子部件包括测量部件，因此如果发生电磁扰动和脉冲从地线进入，那么地线就不是零电位了，而是有一个比较大幅的波动，极端情况下，静电释放会瞬间高达上千伏，进入惯性导航测量部件，这不但会影响测量的效果，干扰测量的数据，极端情况下会损坏芯片。另外，有可能因为发生电磁扰动和脉冲干扰，造成数据线或动力线扰动，那么也是会发生该惯性导航测量部件无法正常工作或者损坏的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种惯性导航装置及系统，其能够改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种惯性导航装置，所述惯性导航装置包括底板，底板上设置有数据测量模块、数据输出模块、电源隔离模块和信号隔离模块，所述数据测量模块与所述数据输出模块在所述底板上通过电气隔离设置，以使所述数据测量模块与所述数据输出模块之间形成隔离带；所述电源隔离模块，用于分别给所述数据测量模块、所述数据输出模块和所述信号隔离模块进行供电，且所述电源隔离模块给所述数据测量模块和所述数据输出模块通过反激式变压器进行隔离供电；所述数据测量模块，用于获取载体的各项参数值，并将所述载体的各项参数值通过所述信号隔离模块发送给所述数据输出模块；所述信号隔离模块，用于将所述数据测量模块与所述数据输出模块之间的信号传输进行电气隔离传输；所述数据输出模块，用于将获取的所述载体的各项参数值进行输出。

在本实用新型较佳的实施例中，所述信号隔离模块包括至少一个耦合器，所述至少一个耦合器分别与所述数据测量模块、所述数据输出模块、所述电源隔离模块耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述至少一个耦合器为光耦合器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述至少一个耦合器为磁耦合器。

在本实用新型较佳的实施例中，所述信号隔离模块包括四个磁耦合器，每两个所述磁耦合器设置于所述底板上的所述隔离带的两侧，所述隔离带一侧的两个所述磁耦合器与所述数据输出模块耦合，所述隔离带另一侧的两个所述磁耦合器与所述数据测量模块耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述电源隔离模块在所述底板上分为第一电源隔离模块和第二电源隔离模块，分别设置于所述隔离带的两侧，所述第一电源隔离模块为所述数据输出模块和所述隔离带一侧的两个所述磁耦合器供电，所述第二电源隔离模块为所述数据测量模块和所述隔离带另一侧的两个所述磁耦合器供电。

在本实用新型较佳的实施例中，所述数据测量模块包括测量模块、信号处理模块及控制模块；所述测量模块与所述信号处理模块耦合，所述信号处理模块与所述控制模块耦合，所述控制模块与所述信号隔离模块耦合，所述第二电源隔离模块分别与所述测量模块、所述信号处理模块和所述控制模块耦合，所述控制模块与所述隔离带另一侧的两个所述耦合器耦合；所述测量模块，用于测量所述载体的各项参数值；所述信号处理模块，用于获取所述载体的各项参数值；所述控制模块，用于向所述信号处理模块发送数据采集命令，以将获取的所述各项参数值进行处理后以获取所载体的当前位置，并将所述载体的当前位置以对应的格式通过所述信号隔离模块进行输出。

在本实用新型较佳的实施例中，所述数据输出模块用于与外部插头耦合以及与用于所述外部插头连接的外部电源耦合，以使所述载体的当前位置通过所述外部插头输出，所述数据输出模块包括通信接口模块和保护模块，所述通信接口模块、所述保护模块均与所述隔离带一侧的两个耦合器耦合，所述保护模块用于对所述惯性导航装置进行过压保护，所述通信接口模块用于将所述载体的当前位置通过所述外部插头输出，所述外部电源与所述第一电源隔离模块耦合。

在本实用新型较佳的实施例中，所述外部电源与所述第一电源隔离模块之间连接有整流二极管，所述整流二极管的阴极与所述外部电源耦合，所述整流二极管的阳极与所述第一电源隔离模块耦合。

一种惯性导航系统，所述系统包括显示装置和惯性导航装置，所述显示装置通过插头与所述惯性导航装置耦合，所述显示装置用于将所述惯性导航装置获取的载体的当前位置进行显示。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供一种惯性导航装置及系统，通过电源隔离模块分别给述数据测量模块、所述数据输出模块和所述信号隔离模块进行供电，且所述电源隔离模块给所述数据测量模块和所述数据输出模块通过反激式变压器进行隔离供电，并且，通过信号隔离模块将所述数据测量模块与所述数据输出模块之间的信号传输进行电气隔离传输，从而保护所述数据测量模块与所述数据输出模块不会因为外部干扰导致输入电压过大而产生损坏或无法正常工作的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种惯性导航装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种惯性导航装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种电源隔离模块的结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的一种电源隔离模块的电路原理图；

图5为本实用新型实施例惯性导航系统的结构框图。

图标：200-惯性导航系统；210-显示装置；100-惯性导航装置；10-底板；110-电源隔离模块；111-输入电路；112-开关控制电路；1122-第一保护电路；1124-脉冲产生电路；1126-第二保护电路；113-开关电路；114-反馈电路；115-反激式变压器；116-输出电路；120-数据测量模块；122-测量模块；124-信号处理模块；126-控制模块；130-信号隔离模块；132-磁耦合器；140-数据输出模块；142-接口模块；144-保护模块。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“耦合”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的一种惯性导航装置100的结构示意图，所述惯性导航装置100包括底板10，所述底板10上设置有数据测量模块120、数据输出模块140、电源隔离模块110和信号隔离模块130，所述数据测量模块120与所述数据输出模块140在所述底板10上通过电气隔离设置，以使所述数据测量模块120与所述数据输出模块140之间形成隔离带。

所述电源隔离模块110用于分别给所述数据测量模块120、所述数据输出模块140和所述信号隔离模块130进行供电，且所述电源隔离模块110给所述数据测量模块120和所述数据输出模块140通过反激式变压器(图未示出)进行隔离供电。

所述数据测量模块120，用于获取载体的各项参数值，并将所述载体的各项参数值通过所述信号隔离模块130发送给所述数据输出模块140。

所述信号隔离模块130，用于将所述数据测量模块120与所述数据输出模块140之间的信号传输进行电气隔离传输。

所述数据输出模块140，用于将获取的所述载体的各项参数值进行输出。

其中，请参照图2，图2为本实用新型实施例提供的另一种惯性导航装置100的结构示意图，信号隔离模块130包括至少一个耦合器，所述至少一个耦合器分别与所述数据测量模块120、所述数据输出模块140、所述电源隔离模块110耦合。

信号的输入输出通过耦合器传递，这样就可以造就出一个隔离带，隔离带的要点是电路板在该区域内禁止布线、布铜，其中，该隔离带的宽度决定了抗高压的等级，越宽表示抗高压能力越强。

作为一种方式，所述至少一个耦合器为光耦合器或者磁耦合器132，本实施例中，为了符合车规级电路的要求，所述耦合器为磁耦合器132，磁耦合器132不会像光耦合器那样衰减，并且信号传输速率和电压防护的等级也更高，因此更适合做车规级的防护。

为了使得信号传输的可靠性和高效性，本实施例中的信号隔离模块130包括四个磁耦合器132，每两个所述磁耦合器132设置于所述底板10上的所述隔离带的两侧，所述隔离带一侧的两个所述磁耦合器132与所述数据输出模块140耦合，所述隔离带另一侧的两个所述磁耦合器132与所述数据测量模块120耦合。

所述电源隔离模块110在底板10上分为第一电源隔离模块和第二电源隔离模块，分别设置于所述隔离带的两侧，所述第一电源隔离模块为所述数据输出模块140和所述隔离带一侧的两个所述磁耦合器132供电，所述第二电源隔离模块为所述数据测量模块120和所述隔离带另一侧的两个所述磁耦合器132供电。

电源隔离模块110都采用反激式电源，通过反激式变压器形成隔离带进行隔离，这样在底板10上就通过电源隔离模块110和信号隔离模块130形成隔离带将数据测量模块120和数据输出模块140进行电气隔离供电，以保护数据测量模块120和数据输出模块140不会因为外部干扰导致输入电压过大而产生损坏或无法正常工作的情况。

所述数据测量模块120包括测量模块122、信号处理模块124及控制模块126，所述测量模块122与所述信号处理模块124耦合，所述信号处理模块124与所述控制模块126耦合，所述控制模块126与所述信号隔离模块130耦合，所述第二电源隔离模块分别与所述测量模块122、所述信号处理模块124和所述控制模块126耦合，所述控制模块126与所述隔离带另一侧的两个所述耦合器耦合。

所述测量模块122，用于测量所述载体的各项参数值，包括多个传感器，例如，加速度计和三轴陀螺仪等MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电系统)芯片，加速度计用于获取惯性导航中运动载体的加速度，三轴陀螺仪用于获取运动载体的运动角度，以此来获取运动载体的当前位置，从而进行路线规划和导航。

信号处理模块124用于获取所述载体的各项参数值，也就是可以同时获取测量模块122中的多个传感器测量的数据，并进行汇总后传输给控制模块126，该信号处理模块124可采用CPLD或者FPGA等信号处理器件。

该信号处理模块124与测量模块122之间的连接采用SPI连接。

控制模块126用于向所述信号处理模块124发送数据采集命令，以将获取的所述各项参数值进行处理后以获取所载体的当前位置，并将所述载体的当前位置以对应的格式通过所述信号隔离模块130进行输出。控制模块126与信号隔离模块130之间的连接采用CANBUS连接，所以还需将上述信号处理模块124传输过来的参数值转换成符合CANBUS传输的格式进行输出至信号隔离模块130，也就是耦合器，然后通过耦合器传输至数据输出模块140。

作为一种方式，控制模块126可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本实用新型实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

第二电源隔离模块还通过连接一个LDO线性稳压电源向测量模块122、信号处理模块124和控制模块126供电，用于对其进行过压保护。

所述数据输出模块140用于与外部插头耦合以及与用于所述外部插头连接的外部电源耦合，以使所述载体的当前位置通过所述外部插头输出，所述数据输出模块140包括通信接口模块142和保护模块144，所述所述通信接口模块142、所述保护模块144均与所述隔离带一侧的两个耦合器耦合，所述保护模块144用于对所述惯性导航装置100进行过压保护，所述通信接口模块142用于将所述载体的当前位置通过所述外部插头输出，所述外部电源与所述第一电源隔离模块耦合。

其中，通信接口模块142采用GPIO接口和RSS422接口，用于对数据进行输出，当然，为了防止通过该接口输入的电压过高或者过低，保护模块144用于对上述接口进行保护，所以可以将该GPIO接口加接ESD(Electro-Static discharge，静电释放)保护器件，其ESD器件一般有TVS管、稳压二极管、嵌位二极管(如BAV99)和亚敏电阻等，另外，还可以加装保护电阻和缓冲器，当然，本实施例中设置的光耦合器和磁耦合器132对其也是一种保护。将RSS422接口加接RSS422差分芯片，该接口采用的是差分传输方式，所以为了防止瞬态高压对接口的破坏以及有效隔离各个模块之间的相互干扰，可以将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，即耦合器上，由于隔离层的高绝缘性不会产生损害性的浪涌电路，可以有效防止浪涌及静电对接口的损害。

另外，该数据输出模块140还包括有CANBUS驱动芯片，用于驱动装置中的CANBUS系统工作。

为了进一步保护外部电源输入进该惯性导航装置100的电源不会产生倒流的情况，所述外部电源与所述第一电源隔离模块之间连接有整流二极管，且所述整流二极管的阴极与所述外部电源耦合，所述整流二极管的阳极与所述第一电源隔离模块耦合。

另外，请参照图3，图3为本实用新型实施例提供的一种电源隔离模块110的结构框图，所述电源隔离模块110包括输入电路111、开关控制电路112、反馈电路114、开关电路113、反激式变压器115及输出电路116，所述输入电路111与所述反激式变压器115耦合，所述输入电路111与所述开关控制电路112耦合，所述开关控制电路112与所述开关电路113耦合，所述反馈电路114与所述开关控制电路112耦合，所述开关电路113与所述反激式变压器115耦合，所述反馈电路114与所述反激式变压器115耦合，所述反激式变压器115与所述输出电路116耦合，所述输出电路116用于与数据测量模块120和数据输出模块140耦合。

所述输入电路111，用于输入外部电源的供电电压。

所述开关控制电路112，用于控制所述开关电路113的开断，以控制所述反激式变压器115的导通时间。

所述反馈电路114，用于检测所述惯性导航装置100的输出电压。

所述反激式变压器115，用于所述所述输入电路111输入的供电电压进行反激式变压。

所述输出电路116，用于将所述反激式变压器115输出的电压输出至所述数据测量模块120和数据输出模块140。

其中，请参照图4，图4为本实用新型实施例提供的一种电源隔离模块110的电路原理图，所述开关控制电路112包括第一保护电路1122、脉冲产生电路1124及第二保护电路1126，所述脉冲产生电路1124与所述第一保护电路1122耦合，所述脉冲产生电路1124与所述第二保护电路1126耦合，所述第二保护电路1126与所述开关电路113耦合，所述第一保护电路1122与所述反馈电路114耦合，所述脉冲产生电路1124还与所述输入电路111耦合。

脉冲产生电路1124用于产生脉冲信号输出至第二保护电路1126，还用于控制开关电路113的开断，以控制所述反激式变压器115的导通时间。所述脉冲产生电路1124包括控制芯片U1、第一电容C1及第二电容C2，所述第一电容C1的一端与所述控制芯片U1的第一端口REF耦合，所述第二电容C2的一端与所述控制芯片U1的第二端口VCC耦合，所第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的另一端耦合且接地，所述控制芯片U1还与所述第一保护电路1122、所述第二保护电路1126耦合。

第一保护电路1122用于对控制芯片U1进行滤波保护，所述第一保护电路1122包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3、第四电容C4及第五电容C5，所述控制芯片U1的第三端口COMP与所述第三电容C3的一端、所述第一电阻R1的一端耦合，所述第三电容C3的另一端与所述第一电阻R1的另一端耦合，且与所述第二电阻R2的一端耦合，所述第二电阻R2的一端与所述控制芯片U1的第四端口FB耦合，所述第二电阻R2的另一端与所述反馈电路114耦合，所述第二电阻R2的一端还与所述第三电阻R3的一端耦合，所述第三电阻R3的另一端与所述第四电容C4的一端耦合并接地，所述第四电容C4的另一端与所述控制芯片U1的第五端口CS、所述第四电阻R4的一端耦合，所述第四电阻R4的另一端与所述开关电路113耦合，所述第五电容C5的一端分别与所述控制芯片U1的第六端口RC，所述第五电阻R5的一端耦合，所述第五电容C5的另一端接地，所述第五电阻R5的另一端与所述控制芯片U1的第一端口REF耦合。

所述第二保护电路1126包括第六电阻R6、第七电阻R7、第一二极管D1和第二二极管D2，所述第六电阻R6的一端与所述控制芯片U1的第七端口OUT耦合，所述控制芯片U1的第八端口GND接地，所述第六电阻R6的另一端分别与所述第七电阻R7的一端，所述第一二极管D1的阴极、所述第二二极管D2的阴极耦合，所述第七电阻R7的另一端、所述第一二极管D1的阳极与所述第二二极管D2的阳极均与所述开关电路113耦合。

其中，控制芯片U1的第一端口REF为参考电压引脚，用于输出参考电压；控制芯片U1的第二端口VCC为电源引脚，用于采集输入电源的电压；控制芯片U1的第三端口COMP为电源引脚为电流补偿控制引脚，第三电容C3为补偿电容，用于调节电压的稳定，以输出稳定的电压；控制芯片U1的第四端口FB为反馈引脚，用于采集反激式变压器115输出的电压大小；控制芯片U1的第五端口CS为片选信号引脚，该引脚拉高表示该控制芯片U1为工作状态，拉低表示控制芯片U1为非工作状态；控制芯片U1的第七端口OUT为接地引脚；控制芯片U1的第八端口GND为输出引脚，可用于输出脉冲信号。

作为一种方式，该控制芯片U1的型号可采用UCC2813D的芯片。

所述开关电路113包括第八电阻R8、第九电阻R9、第三二极管D3、第六电容C6及场效应管Q1，所述场效应管Q1的基极与所述开关控制电路112耦合，所场效应管Q1的漏极与所述第三二极管D3的阴极、所述第九电阻R9的一端、所述反激式变压器115的第一原级线圈耦合，所述场效应管Q1的源极与所述第八电阻R8的一端、所述第四电阻R4的另一端耦合，所述第八电阻R8的另一端与所述输入电路111、所述第六电容C6的一端耦合，所述第六电容C6的另一端与所述第三二级管的阳极、所述第九电阻R9的另一端耦合。

控制芯片U1可以像开关电路113输出脉冲信号，在检测到输入电路111没有输出电压时，则输出低电平信号，该低电平信号控制场效应管Q1的开关，从而断开反激式变压器115的导通，不为数据测量模块120和数据输出模块140输出电源。

反馈电路114用于在检测到反激式变压器115的输出电压过高或过低时，将该电压反馈给控制芯片U1，从而控制芯片U1可根据该反馈信号重新控制反激式变压器115的输出电压。所述反馈电路114包括第十电阻R10、第七电容C7及第四二极管D4，所述第十电阻R10的一端与所述开关控制电路112耦合，所述第十电阻R10的另一端与所述反激式变压器115的第二原级线圈、所述第七电容C7的一端耦合并接地，所述第四二极管D4的阴极与所述第十电阻R10的一端、所述第七电容C7的另一端耦合，所述第四二极管D4的阳极与所述反激式变压器115的第二原级线圈耦合。

输入电路111用于将外部电源的输入电压进行整流滤波，所述输入电路111包括第十一电阻R11、第五二极管D5、第一电感L1、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10及第十一电容C11，所述第十一电阻R11的一端与所述外部电源、所述第一电感L1的一端耦合，所述第十一电阻R11的另一端与所述第五二极管D5的阴极耦合，所述第五二极管D5的阳极接地，所述第一电感L1的另一端分别与所述第八电容C8的一端、所述第九电容C9的一端、所述第十电容C10的一端、所第十一电容C11的一端、所述反激式变压器115耦合，所述第八电容C8的另一端、所述第九电容C9的另一端、所述第十电容C10的另一端、所述第十一电容C11的另一端均与所述外部电源耦合。

输出电路116将输入电路111输入的供电电压经反激式变压器115进行反激变压后进行输出至数据测量模块120和数据输出模块140，所述输出电路116包括第六二极管D6、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14及稳压芯片U2，所述第六二极管D6的阳极、所述第十二电容C12的一端与所述反激式变压器115的次级线圈耦合，所述第十二电容C12的另一端与所述第六二极管D6的阴极耦合并接所述稳压芯片U2，所述第十三电容C13的两端与所述稳压芯片U2耦合，所述稳压芯片U2的输出端与所述第十四电容C14的一端耦合，所述第十四电容C14的另一端接地，所述稳压芯片U2的输出端与所述数据测量模块120和数据输出模块140耦合。

其中，稳压芯片U2可以采用型号为TPS70933的芯片。

在上述场效应管Q1闭合的情况下，当输入为高电平时，第一电感L1为放电状态，从而可以为数据测量模块120和数据输出模块140输出电压，在场效应管Q1断开的情况下，当输入为高电平时，第一电感L1为充电状态。

另外，为了可以提高该电源隔离模块110的适用性，该电源隔离模块110可设置多路输出电路，用于分别对其他用电模块进行供电。

需要说明的是，在底板10上，第一电源隔离模块包括输入电路111、开关控制电路112、反馈电路114、开关电路113，反激式变压器115形成隔离带，第二电源隔离模块包括输出电路116。

由此，在惯性导航装置100中，为了避免输入电压由于环境原因，产生高伏电压对惯性导航装置100中的数据测量模块120和数据输出模块140造成损坏，本实施例中利用反激式变压器115对输入的电压进行反激式变压后输出，可将数据测量模块120和数据输出模块140的供电进行电气隔离供电，从而有利于保护数据测量模块120和数据输出模块140不受外界的影响而因为电压过大产生损坏的情况，且有效提高了数据测量模块120采集数据的准确性。

请参照图5，图5为本实用新型实施例提供的一种惯性导航系统200的结构框图，所述系统包括显示装置210和上述的惯性导航装置100，所述显示装置210通过插头与所述惯性导航装置100耦合，所述显示装置210用于将所述惯性导航装置100获取的载体的当前位置进行显示。

该显示装置210可以采用液晶显示屏，或者LED显示屏，或者OLCD显示屏，从而可以方便操作人员通过显示装置210实时了解载体的当前位置。

综上所述，本实用新型实施例提供一种惯性导航装置及系统，通过电源隔离模块分别给述数据测量模块、所述数据输出模块和所述信号隔离模块进行供电，且所述电源隔离模块给所述数据测量模块和所述数据输出模块通过反激式变压器进行隔离供电，并且，通过信号隔离模块将所述数据测量模块与所述数据输出模块之间的信号传输进行电气隔离传输，从而保护所述数据测量模块与所述数据输出模块不会因为外部干扰导致输入电压过大而产生损坏或无法正常工作的情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种惯性导航装置，其特征在于，所述惯性导航装置包括底板，底板上设置有数据测量模块、数据输出模块、电源隔离模块和信号隔离模块，所述数据测量模块与所述数据输出模块在所述底板上通过电气隔离设置，以使所述数据测量模块与所述数据输出模块之间形成隔离带；

所述电源隔离模块，用于分别给所述数据测量模块、所述数据输出模块和所述信号隔离模块进行供电，且所述电源隔离模块给所述数据测量模块和所述数据输出模块通过反激式变压器进行隔离供电；

所述数据测量模块，用于获取载体的各项参数值，并将所述载体的各项参数值通过所述信号隔离模块发送给所述数据输出模块；

所述信号隔离模块，用于将所述数据测量模块与所述数据输出模块之间的信号传输进行电气隔离传输；

所述数据输出模块，用于将获取的所述载体的各项参数值进行输出。

2.根据权利要求1所述的惯性导航装置，其特征在于，所述信号隔离模块包括至少一个耦合器，所述至少一个耦合器分别与所述数据测量模块、所述数据输出模块、所述电源隔离模块耦合。

3.根据权利要求2所述的惯性导航装置，其特征在于，所述至少一个耦合器为光耦合器。

4.根据权利要求2所述的惯性导航装置，其特征在于，所述至少一个耦合器为磁耦合器。

5.根据权利要求4所述的惯性导航装置，其特征在于，所述信号隔离模块包括四个磁耦合器，每两个所述磁耦合器设置于所述底板上的所述隔离带的两侧，所述隔离带一侧的两个所述磁耦合器与所述数据输出模块耦合，所述隔离带另一侧的两个所述磁耦合器与所述数据测量模块耦合。

6.根据权利要求5所述的惯性导航装置，其特征在于，所述电源隔离模块在所述底板上分为第一电源隔离模块和第二电源隔离模块，分别设置于所述隔离带的两侧，所述第一电源隔离模块为所述数据输出模块和所述隔离带一侧的两个所述磁耦合器供电，所述第二电源隔离模块为所述数据测量模块和所述隔离带另一侧的两个所述磁耦合器供电。

7.根据权利要求6所述的惯性导航装置，其特征在于，所述数据测量模块包括测量模块、信号处理模块及控制模块；所述测量模块与所述信号处理模块耦合，所述信号处理模块与所述控制模块耦合，所述控制模块与所述信号隔离模块耦合，所述第二电源隔离模块分别与所述测量模块、所述信号处理模块和所述控制模块耦合，所述控制模块与所述隔离带另一侧的两个所述耦合器耦合；

所述测量模块，用于测量所述载体的各项参数值；

所述信号处理模块，用于获取所述载体的各项参数值；

所述控制模块，用于向所述信号处理模块发送数据采集命令，以将获取的所述各项参数值进行处理后以获取所载体的当前位置，并将所述载体的当前位置以对应的格式通过所述信号隔离模块进行输出。

8.根据权利要求7所述的惯性导航装置，其特征在于，所述数据输出模块用于与外部插头耦合以及与用于所述外部插头连接的外部电源耦合，以使所述载体的当前位置通过所述外部插头输出，所述数据输出模块包括通信接口模块和保护模块，所述通信接口模块、所述保护模块均与所述隔离带一侧的两个耦合器耦合，所述保护模块用于对所述惯性导航装置进行过压保护，所述通信接口模块用于将所述载体的当前位置通过所述外部插头输出，所述外部电源与所述第一电源隔离模块耦合。

9.根据权利要求8所述的惯性导航装置，其特征在于，所述外部电源与所述第一电源隔离模块之间连接有整流二极管，所述整流二极管的阴极与所述外部电源耦合，所述整流二极管的阳极与所述第一电源隔离模块耦合。

10.一种惯性导航系统，其特征在于，所述系统包括显示装置和权利要求1-9任一所述的惯性导航装置，所述显示装置通过插头与所述惯性导航装置耦合，所述显示装置用于将所述惯性导航装置获取的载体的当前位置进行显示。