CN211504157U - 一种高精度光纤陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高精定位技术领域，具体揭示了一种高精度光纤陀螺仪，包括外壳中部嵌装有水平的隔板，冷却液管和加热管均呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件外侧，加热管管体螺旋和冷却液管管体螺旋错位平行，制冷器固定安装于下腔内，冷却液管穿过隔板并连通至制冷器，加热器固定安装于下腔内，加热管穿过隔板并连通至加热器，锂电池组电性连接制冷器和加热器；通过设置冷却液管和加热管的管体均呈螺旋状，且加热管管体螺旋和冷却液管管体螺旋错位平行，一方面扩大了管体和环境空气的接触面积，另一方面错位结构体积小巧，且保证了冷却液管和加热管不会相互影响，提高了装置精度，并达到了小型化和便携化的目的。

Description

一种高精度光纤陀螺仪

技术领域

本实用新型涉及高精定位技术领域，具体为一种高精度光纤陀螺仪。

背景技术

光纤陀螺仪是一种角速率传感器，广泛应用于惯性导航领域，是目前用于确定运动体空间运动姿态的主要传感器，光纤陀螺仪的元器件对温度敏感，温度过高或过低都会对光纤陀螺仪的精度造成影响，往往采用制冷装置和加热装置对光纤陀螺仪进行温度补偿，从而保证光纤陀螺仪的精度。

但现有的具有制冷装置和加热装置的光纤陀螺仪往往体积较大，且制冷装置和加热装置运行时产生的机械振动会对陀螺仪内的元件造成不良影响。而光纤陀螺仪用于惯性导航领域，普遍需要安装在车辆或船舶上，因此对于光纤陀螺仪的小体积需求较大；而且车船运动时的震动，也会不可避免的影响光纤陀螺仪精度。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高精度光纤陀螺仪，具备温控效果好，抗震能力强，体积较小适用范围广，仪器精度高的优点，解决了现有的能够温控的陀螺仪普遍体积较大，且抗震效果差的问题。

本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，包括中空的外壳，外壳中部嵌装有水平的隔板，隔板将外壳内腔分分隔成上腔和下腔；陀螺仪元件，陀螺仪元件固定安装于上腔内；冷却液管，冷却液管呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件外侧，冷却液管管体远离外壳内壁和陀螺仪元件；加热管，加热管呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件外侧，加热管管体螺旋和冷却液管管体螺旋错位平行，加热管管体远离冷却液管管体、外壳内壁和陀螺仪元件；制冷器，制冷器固定安装于下腔内，冷却液管穿过隔板并连通至制冷器；加热器，加热器固定安装于下腔内，加热管穿过隔板并连通至加热器；锂电池组，锂电池组固定安装于下腔内，锂电池组电性连接制冷器和加热器。本方案通过设置冷却液管和加热管的管体均呈螺旋状，且加热管管体螺旋和冷却液管管体螺旋错位平行，一方面扩大了管体和环境空气的接触面积，有效提高了控温能力，另一方面错位结构体积小巧，且保证了冷却液管和加热管不会相互影响，保证了陀螺仪能够在恒温环境工作，进而提高了装置精度，并达到了小型化和便携化的目的。

本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，其中上腔还安装有导热金属制成的保护内壳，保护内壳位于陀螺仪元件和冷却液管及加热管的螺旋管体之间，保护内壳外壁远离冷却液管和加热管管体。本方案通过设置导热的保护内壳，避免了冷却液管和加热管直接接触陀螺仪元件的风险，有保证了环境控温效果。

本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，其中上腔还安装有圆形平板状的安装座，安装座圆周边缘周向开设有三个通孔，安装座通过内活动插接有杆状的固定脚，固定脚顶部焊接有限位块，安装座底端面和隔板顶端面之间填充有弹簧；陀螺仪元件固定安装于安装座上。本方案通过设置陀螺仪元件安装于具有弹簧缓冲能力的安装座上，对制冷器和加热器工作产生机械振动，以及车船运动对装置造成震动取得了有效的缓冲，保证了陀螺仪元件的高精度。

本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，其中上腔内壁填充有隔热层，隔热层远离冷却液管和加热管管体。本方案通过设置隔热层，加强了对环境的恒温控制能力。

本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，其中下腔侧壁开设有成对的风扇口，风扇口内侧均固定安装有散热风扇组。本方案通过设置散热风扇组对制冷器、加热器和锂电池组进行散热，保证了装置的正常运行，并延长了装置的使用寿命。

本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，其中制冷器、加热器和锂电池组之间均竖立安装有防爆挡板，防爆挡板板面均倾斜开设有镂空通风孔。本方案通过设置镂空的防爆挡板，对制冷器、加热器和锂电池组进行了有效的保护和隔离。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1、本方案通过设置冷却液管和加热管的管体均呈螺旋状，且加热管管体螺旋和冷却液管管体螺旋错位平行，一方面扩大了管体和环境空气的接触面积，有效提高了控温能力，另一方面错位结构体积小巧，且保证了冷却液管和加热管不会相互影响，保证了陀螺仪能够在恒温环境工作，进而提高了装置精度，并达到了小型化和便携化的目的。

2、本方案通过设置陀螺仪元件安装于具有弹簧缓冲能力的安装座上，对制冷器和加热器工作产生机械振动，以及车船运动对装置造成震动取得了有效的缓冲，保证了陀螺仪元件的高精度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型光纤陀螺仪正视面剖视结构示意图；

图2为本实用新型上腔正视面剖视结构示意图；

图3为本实用新型加热管正视面结构示意图。

图中：1、外壳；11、隔板；12、上腔；13、下腔；131、防爆挡板；14、隔热层；2、保护内壳；21、安装座；22、固定脚；221、限位块；222、弹簧；3、冷却液管；4、加热管；5、制冷器；6、加热器；7、锂电池组；8、散热风扇组；81、风扇口；9、陀螺仪元件。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

请参阅图1-3，本实用新型的一种高精度光纤陀螺仪，包括中空的外壳1，外壳1中部嵌装有水平的隔板11，隔板11将外壳1内腔分分隔成上腔12和下腔13；陀螺仪元件9，陀螺仪元件9固定安装于上腔12内；冷却液管3，冷却液管3呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件9外侧，冷却液管3管体远离外壳1内壁和陀螺仪元件9；加热管4，加热管4呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件9外侧，加热管4管体螺旋和冷却液管3管体螺旋错位平行，加热管4管体远离冷却液管3管体、外壳1内壁和陀螺仪元件9；制冷器5，制冷器5固定安装于下腔13内，冷却液管3穿过隔板11并连通至制冷器5；加热器6，加热器6固定安装于下腔13内，加热管4穿过隔板11并连通至加热器6；锂电池组7，锂电池组7固定安装于下腔13内，锂电池组7电性连接制冷器5和加热器6。本方案通过设置冷却液管3和加热管4的管体均呈螺旋状，且加热管4管体螺旋和冷却液管3管体螺旋错位平行，一方面扩大了管体和环境空气的接触面积，有效提高了控温能力，另一方面错位结构体积小巧，且保证了冷却液管3和加热管4不会相互影响，保证了陀螺仪能够在恒温环境工作，进而提高了装置精度，并达到了小型化和便携化的目的。

进一步的，上腔12还安装有导热金属制成的保护内壳2，保护内壳2位于陀螺仪元件9和冷却液管3及加热管4的螺旋管体之间，保护内壳2外壁远离冷却液管3和加热管4管体。本方案通过设置导热的保护内壳2，避免了冷却液管3和加热管4直接接触陀螺仪元件9的风险，有保证了环境控温效果。

进一步的，上腔12还安装有圆形平板状的安装座21，安装座21圆周边缘周向开设有三个通孔，安装座21通过内活动插接有杆状的固定脚22，固定脚22顶部焊接有限位块221，安装座21底端面和隔板11顶端面之间填充有弹簧222；陀螺仪元件9固定安装于安装座21上。本方案通过设置陀螺仪元件9安装于具有弹簧222缓冲能力的安装座21上，对制冷器5和加热器6工作产生机械振动，以及车船运动对装置造成震动取得了有效的缓冲，保证了陀螺仪元件9的高精度。

进一步的，上腔12内壁填充有隔热层14，隔热层14远离冷却液管3和加热管4管体。本方案通过设置隔热层14，加强了对环境的恒温控制能力。

进一步的，下腔13侧壁开设有成对的风扇口81，风扇口81内侧均固定安装有散热风扇组8。本方案通过设置散热风扇组8对制冷器5、加热器6和锂电池组7进行散热，保证了装置的正常运行，并延长了装置的使用寿命。

进一步的，制冷器5、加热器6和锂电池组7之间均竖立安装有防爆挡板131，防爆挡板131板面均倾斜开设有镂空通风孔。本方案通过设置镂空的防爆挡板131，对制冷器5、加热器6和锂电池组7进行了有效的保护和隔离。

在使用本实用新型时：

本方案的工作原理，是通过制冷器5给冷却液管3输送冷却液制冷，以及通过加热器6给加热管4通电加热，进而对陀螺仪元件9的工作环境进行升温或降温，达到保持光纤陀螺仪的恒温工作环境的目的。

具体来说，参阅图1，当陀螺仪元件9工作发热或环境温度较高时，制冷器5启动，并向冷却液管3内输送冷却液，进而降低环境温度。

当环境温度较低时，加热器6启动，并对加热管4通电加热，进而提升环境温度。

参阅图3，冷却液管3和加热管4的管体均呈螺旋状，且加热管4管体螺旋和冷却液管3管体螺旋错位平行，一方面扩大了管体和环境空气的接触面积，有效提高了控温能力，另一方面错位结构体积小巧，且保证了冷却液管3和加热管4不会相互影响，进而达到了小型化和便携化的目的。

参阅图2，陀螺仪元件9安装于安装座21上，当制冷器5和加热器6工作产生机械振动，或车船运动对装置造成震动，通过安装座21和隔板11之间填充的弹簧222对震动进行了有效的缓冲，保证了陀螺仪元件9的高精度。

需要说明的是，本方案还可以在上腔12内安装用以感应环境温度变化的传感器元件，同时制冷器5、加热器锂6、锂电池组7和散热风扇组8均可以设置为能够通过外部系统根据传感器元件的感应情况进行控制，以达到更好的温控效果，进一步提高装置精度。这个过程是现有技术完全可以实现的，在此不再赘述。

本实用新型具备温控效果好，抗震能力强，体积较小适用范围广，仪器精度高的优点，解决了现有的能够温控的陀螺仪普遍体积较大，且抗震效果差的问题。

以上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，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理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种高精度光纤陀螺仪，其特征在于：包括中空的外壳(1)，所述外壳(1)中部嵌装有水平的隔板(11)，所述隔板(11)将外壳(1)内腔分分隔成上腔(12)和下腔(13)；

陀螺仪元件(9)，所述陀螺仪元件(9)固定安装于上腔(12)内；

冷却液管(3)，所述冷却液管(3)呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件(9)外侧，所述冷却液管(3)管体远离外壳(1)内壁和陀螺仪元件(9)；

加热管(4)，所述加热管(4)呈螺旋状环绕装设于陀螺仪元件(9)外侧，所述加热管(4)管体螺旋和冷却液管(3)管体螺旋错位平行，所述加热管(4)管体远离冷却液管(3)管体、外壳(1)内壁和陀螺仪元件(9)；

制冷器(5)，所述制冷器(5)固定安装于下腔(13)内，所述冷却液管(3)穿过隔板(11)并连通至制冷器(5)；

加热器(6)，所述加热器(6)固定安装于下腔(13)内，所述加热管(4)穿过隔板(11)并连通至加热器(6)；

锂电池组(7)，所述锂电池组(7)固定安装于下腔(13)内，所述锂电池组(7)电性连接制冷器(5)和加热器(6)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪，其特征在于：所述上腔(12)还安装有导热金属制成的保护内壳(2)，所述保护内壳(2)位于陀螺仪元件(9)和冷却液管(3)及加热管(4)的螺旋管体之间，所述保护内壳(2)外壁远离冷却液管(3)和加热管(4)管体。

3.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪，其特征在于：所述上腔(12)还安装有圆形平板状的安装座(21)，所述安装座(21)圆周边缘周向开设有三个通孔，所述安装座(21)通过内活动插接有杆状的固定脚(22)，所述固定脚(22)顶部焊接有限位块(221)，所述安装座(21)底端面和隔板(11)顶端面之间填充有弹簧(222)；所述陀螺仪元件(9)固定安装于安装座(21)上。

4.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪，其特征在于：所述上腔(12)内壁填充有隔热层(14)，所述隔热层(14)远离冷却液管(3)和加热管(4)管体。

5.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪，其特征在于：所述下腔(13)侧壁开设有成对的风扇口(81)，所述风扇口(81)内侧均固定安装有散热风扇组(8)。

6.根据权利要求1所述的一种高精度光纤陀螺仪，其特征在于：所述制冷器(5)、加热器(6)和锂电池组(7)之间均竖立安装有防爆挡板(131)，所述防爆挡板(131)板面均倾斜开设有镂空通风孔。

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