CN208833249U - 微型光纤陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤陀螺领域，具体公开了微型光纤陀螺仪，包括底座、外壳、信号处理主板、光源组件和光纤环，还包括支架；外壳罩盖支架，支架上设有X轴安装板、Y轴安装板和Z轴安装板；X轴安装板固定在底座上，Y轴安装板垂直固定在X轴安装板的第一侧面上，Z轴安装板垂直固设定在X轴安装板的第二侧面上；X轴安装板、Y轴安装板和Z轴安装板上均设有凹腔，光纤环固定于凹腔内。采用本实用新型的技术方案能防止光纤环变形。

Description

微型光纤陀螺仪

技术领域

本发明涉及光纤陀螺领域，特别涉及微型光纤陀螺仪。

背景技术

光纤陀螺的原理是基于萨格奈克(Sagnac)效应，在惯性空间萨格奈克效应通常可以描述为：“在同一闭合回路中，沿顺时针方向(CW)和逆时针方向(CCW)传播的两束光，围绕垂直于回路的轴的转动将引起两束光之间相位差的变化，该相位差的大小与光回路旋转速率成比例关系”。

光纤陀螺与机械陀螺相比，具有全固态、对重力不敏感、启动快等优点；与环形激光陀螺相比，无高电压电源、无机械抖动；另外，还具有重量轻、寿命长、成本低的优势。在航空、航天、航海等军用领域及地质、石油勘探等民用领域具有广阔的应用前景。目前的典型结构形式为：以三个独立的单轴光纤陀螺子系统来实现对三个正交的空间坐标系的旋转轴角速度进行测量，每个光纤陀螺子系统都包括一个光纤环和一个与光纤环对应的光源组件。随着应用领域的发展需要，目前对光纤陀螺仪的体积提出了更高的要求。

为解决上述问题，公开号为CN103674004B的中国专利公开了一种三轴光纤陀螺组合及其安装支架。所述光纤陀螺安装支架包括法兰盘，T型架，左侧板，右侧板。其中，所述T型架设置在法兰盘上，其壁板单侧开设有未贯通的若干减重槽，各减重槽在其所在壁板上对称分布，所述左侧板中部与T型架左端接触，二者构成两处敞口区域，分别装配X轴及Z轴光纤陀螺，T型架右端对称设有两处右侧板，所述右侧板与T型架构成敞口区域安装Y轴陀螺，电子线路板设置在光纤陀螺安装支架的顶端，并分别与位于其下方的三个光纤陀螺电连接。

上述技术方案将三个轴的光纤陀螺安装在一个光纤陀螺安装支架上，有效的节约了空间；但是当光纤陀螺收到外力冲击时，支架不能全方位的给予光纤陀螺有效的支撑，冲击力可能导致光纤陀螺内部的光纤环变形，光纤换变形后，影响测量的精度。

为此，需要一种防止光纤环变形的光纤陀螺仪。

发明内容

本发明的目的在于提供微型光纤陀螺仪，防止光纤环变形。

为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：

微型光纤陀螺仪，包括底座、外壳、信号处理主板、光纤环和光源组件；还包括支架；外壳罩盖支架，支架包括X轴安装板、Y轴安装板和Z轴安装板；X轴安装板固定在底座上，Y轴安装板垂直固定在X轴安装板的第一侧面上，Z轴安装板垂直固定在X轴安装板的第二侧面上；Y轴安装板垂直于Z轴安装板；

X轴安装板、Y轴安装板和Z轴安装板上均设有凹腔，光纤环固定于凹腔内；

Y轴安装板的光源组件固定在Y轴安装板朝向外壳一侧表面上；Z轴安装板的光源组件固定在Z轴安装板朝向外壳一侧表面上；X轴安装板的光源组件固定在X轴安装板远离底座一侧表面上；

信号处理主板固定在X轴安装板的光源组件上方。

基础方案原理及有益效果如下：

1、将光纤环固定在凹腔内，凹腔能在周向上支撑光纤环，当陀螺仪受到外力冲击时，无论冲击力来自哪个方向，凹腔都能对光纤环起到支撑的作用，防止光纤环变形。

2、将光纤环固定在凹腔内，即光纤环嵌入在凹腔内，安装光纤环后的安装部位的厚度仍然是安装板单体厚度，而采用T型架固定光纤环，安装部位的厚度是光纤环的厚度与T型架厚度的叠加；相比之下，将光纤环固定在凹腔内这种安装方式，厚度可以做到更薄，从而减小空间占用。

3、信号处理主板固定在X轴安装板的光源组件上方，信号处理主板处于Y轴安装板和Z轴安装板所围成的空间内，X轴、Y轴和Z轴安装板在三个方向上保护信号处理主板，避免了外力冲击对信号处理主板的影响。

进一步，X轴安装板上方还设有安装台和气缸，安装台分别与Y轴安装板和Z轴安装板滑动连接，信号处理主板固定在安装台上；

气缸下端与X轴安装板固定连接，气缸上端与安装台固定连接。

微型光纤陀螺仪未工作时，安装台靠近X轴安装板的光源组件；

微型光纤陀螺仪工作后，内部发热，气缸内气体受热膨胀，气缸带动安装台向上滑动，使信号处理主板远离X轴安装板的光源组件，将两个发热源隔开，同时，信号处理主板更靠近顶部的外壳，有助于散热；

气缸还可以为信号处理主板起到减震的作用。

进一步，所述安装台上设有若干透气孔。

热交换增加，有助于信号处理主板与安装台接触的一面散热。

进一步，所述信号处理主板固定在安装台的上表面。

通过安装台将信号处理主板和X轴安装板的光源组件隔开，避免局部过热。

进一步，Y轴安装板和Z轴安装板的顶部共面。

便于安装外壳。

进一步，所述凹腔的厚度与光纤环厚度相同。

避免了安装板本身的厚度和光纤环厚度叠加造成的微型光纤陀螺仪的整体厚度增加。

附图说明

图1为微型光纤陀螺仪实施例一的外壳示意图；

图2为微型光纤陀螺仪实施例一的支架示意图；

图3为微型光纤陀螺仪实施例二的支架示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：

底座1、外壳2、X轴安装板3、Y轴安装板4、Z轴安装板5、凹腔6、安装台7、扁形气缸8。

实施例一

微型光纤陀螺仪，包括底座1、外壳2、信号处理主板、光源组件、光纤环和支架；

如图1所示，底座1为矩形，外壳2为中空矩形，如图2所示，支架为符合右手坐标系规则的一体结构，支架上设有均为矩形的X轴安装板3、Y轴安装板4和Z轴安装板5；

X轴安装板3焊接在底座1上，X轴安装板3的第一侧面上垂直焊接有Y轴安装板4，X轴安装板3的第二侧面上垂直焊接有Z轴安装板5；Y轴安装板4和Z轴安装板5的顶部共面。

X轴安装板3、Y轴安装板4和Z轴安装板5上均设有圆形凹腔6，凹腔6的尺寸以能装下光纤环为原则，光纤环螺接于凹腔6内，凹腔6的厚度与光纤环厚度相同。本实施例中，光纤环的周长小于16mm,厚度小于21mm。

Y轴安装板4的光源组件螺接于Y轴安装板4朝向外壳2一侧表面上；Z轴安装板5的光源组件螺接于Z轴安装板5朝向外壳2一侧表面上；X轴安装板3的光源组件螺接于X轴安装板3上表面上；

信号处理主板螺接于X轴安装板3的光源组件上方。本实施例中，信号处理主板采用集成度高的电路板，以减小电路板的尺寸。

实施例二

微型光纤陀螺仪，与实施例一的区别之处在于：

如图3所示，还包括安装台7和扁形气缸8，安装台7上设有若干透气孔，安装台7分别与Y轴安装板4和Z轴安装板5滑动连接，安装台7能上下滑动；

信号处理主板螺接在安装台7的上表面。扁形气缸8下端与X轴安装板3焊接，扁形气缸8上端与安装台7焊接。

微型光纤陀螺仪未工作时，安装台7靠近X轴安装板3的光源组件；微型光纤陀螺仪工作后，微型光纤陀螺仪内部发热，扁形气缸8内气体受热膨胀，扁形气缸8带动安装台7向上滑动，使信号处理主板远离X轴安装板3的光源组件；信号处理主板和X轴安装板3的光源组件这两个发热源相互远离，避免两者热量叠加后两者的温度都较大幅度上升；上升后的信号处理主板更靠近外壳2的顶部，信号处理主板的部分热量可以传递到外壳上，通过外壳向外散发。

微型光纤陀螺仪受到外力冲击时，扁形气缸8能起到避震器的作用，吸收震动，避免信号处理主板因剧烈震动而损坏。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.微型光纤陀螺仪，包括底座、外壳、信号处理主板、光纤环和光源组件；其特征在于，还包括支架；外壳罩盖支架，支架包括X轴安装板、Y轴安装板和Z轴安装板；X轴安装板固定在底座上，Y轴安装板垂直固定在X轴安装板的第一侧面上，Z轴安装板垂直固定在X轴安装板的第二侧面上；Y轴安装板垂直于Z轴安装板；

X轴安装板、Y轴安装板和Z轴安装板上均设有凹腔，光纤环固定于凹腔内；

Y轴安装板的光源组件固定在Y轴安装板朝向外壳一侧表面上；Z轴安装板的光源组件固定在Z轴安装板朝向外壳一侧表面上；X轴安装板的光源组件固定在X轴安装板远离底座一侧表面上；

信号处理主板固定在X轴安装板的光源组件上方。

2.根据权利要求1所述的微型光纤陀螺仪，其特征在于：X轴安装板上方还设有安装台和气缸，安装台分别与Y轴安装板和Z轴安装板滑动连接，信号处理主板固定在安装台上；

气缸下端与X轴安装板固定连接，气缸上端与安装台固定连接。

3.根据权利要求2所述的微型光纤陀螺仪，其特征在于：所述安装台上设有若干透气孔。

4.根据权利要求2所述的微型光纤陀螺仪，其特征在于：所述信号处理主板固定在安装台的上表面。

5.根据权利要求1所述的微型光纤陀螺仪，其特征在于：Y轴安装板和Z轴安装板的顶部共面。

6.根据权利要求1所述的微型光纤陀螺仪，其特征在于：所述凹腔的厚度与光纤环厚度相同。