CN218865114U - 一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光陀螺技术领域，具体涉及一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置。包括：陀螺腔体1、陀螺抖动轮2、抖动吸收装置3；通过安装本吸收装置后，激光陀螺的抖动被限制于内部，不向系统传递，系统在静态测试下振动量级应比安装装置前大幅降低。

Description

一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置

技术领域

本实用新型涉及激光陀螺技术领域，具体涉及一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置。

背景技术

激光陀螺，是指利用激光光束的光程差测量物体角位移的装置，它的精度大大高于机械式陀螺，没有运动部件，易于维护，可靠性高，寿命长，从而取代机械式陀螺，成为大中型飞机测量角运动的核心传感器。激光陀螺在小角速率输入下无输出的现象称为锁区效应。为了克服锁区效应，需要工作在共振状态下。激光陀螺通常由光学腔体、弹簧钢抖动轮套筒和电路板三大部分构成。

激光惯性导航系统(以下简称系统)作为以激光陀螺为核心部件的精密测试设备，其运行中由于激光陀螺引起的系统主体抖动，引起误差，极大的降低导航精度。针对这一问题，外部的减振系统无法实现很好的抑制，常规做法是加大设备的质量或增大设备的阻尼，对捷联惯导系统主体的抖动进行控制或衰减，但无法实现抖动的消除，从原理上存在减振极限，无法满足惯性导航产品不断提升的性能要求。因此，亟需一种将激光陀螺引起的抖动约束在陀螺内部的装置，使系统主体不受激光陀螺抖动影响。

实用新型内容

本实用新型的目的：提出一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，将振动限制在激光陀螺内部，以解决向系统传递振动，导致导航误差增大的问题。

本实用新型的技术方案：

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，包括：陀螺腔体1、陀螺抖动轮2、抖动吸收装置3；

所述陀螺腔体1包括光学腔体101、套筒102；所述套筒102套装于所述光学腔体101内中心位置，与所述光学腔体101固定连接；

所述陀螺抖动轮2位于所述套筒102内中心位置，所述陀螺抖动轮2呈中心对称放射状，其中心与所述套筒102相对转动连接；从所述陀螺抖动轮2中心沿半径方向辐射有多个辐条，每个辐条侧面沿圆周方向延伸有耳片，所述耳片上开设有耳片螺纹通孔；其中一半间隔分布的所述辐条上的耳片通过螺钉与所述套筒102连接；

所述抖动吸收装置3位于所述陀螺抖动轮2正上方，包括连接螺钉301、金属圆环302；所述金属圆环302上开设有多个螺纹通孔，与其余另外一半间隔分布的所述辐条上的耳片上的螺纹通孔的位置对应，所述连接螺钉301依次穿过所述金属圆环302上的螺纹通孔、所述辐条上的耳片上的螺纹通孔与所述套筒102螺纹连接。

优选地，所述套筒102与所述光学腔体101之间粘接固定。

优选地，所述辐条数量为偶数个。

优选地，所述辐条数量为4、6、8、10中的一种。

优选地，通过改变连接螺钉的螺杆长度，实现所述陀螺抖动轮2与所述抖动吸收装置3的连接刚度调节。

优选地，所述金属圆环302的转动惯量J和所述连接螺钉301折算的抖动刚度k应满足以下关系；

k＝C*L

k＝C*L

式中为f陀螺的共振频率，J为金属圆环302相对自身中心轴的转动惯量，C为与连接螺钉301横截面积相关的常系数，L为连接螺钉301的长度。

本实用新型的优点：安装本实用新型装置后，激光陀螺的抖动被限制于内部，不向系统传递，系统在静态测试下振动量级应比安装装置前大幅降低。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的整体结构示意图；

图2为本实用新型优选实施例的的陀螺腔体俯视图；

图3为本实用新型优选实施例的的陀螺抖动轮俯视图；

图4为本实用新型优选实施例的的抖动吸收装置示意图。

图中：1、陀螺腔体：101、光学腔体；102、套筒；2、陀螺抖动轮：201、抖动轮与套筒连接螺钉；202、抖动轮辐条；203、抖动轮与抖动吸收装置连接螺纹孔；3、抖动吸收装置：301、抖动轮与抖动吸收装置连接螺钉；302、金属圆环。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述。

如图1所示，一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，包括陀螺腔体1、陀螺抖动轮2、抖动吸收装置3。如图2所示，光学腔体101与套筒102通过胶粘固连，套筒102与陀螺抖动轮2通过陀螺抖动轮与套筒连接螺钉201固连，抖动轮辐条202的几何尺寸决定陀螺的共振工作频率f，抖动吸收装置3通过将抖动轮与抖动吸收装置连接螺钉301安装于抖动轮与抖动吸收装置连接螺纹孔203，实现与陀螺原结构连接。

如图3所示，所述陀螺抖动轮2位于所述套筒102内中心位置，所述陀螺抖动轮2呈中心对称放射状，其中心与所述套筒102相对转动连接；从所述陀螺抖动轮2中心沿半径方向辐射有多个辐条，每个辐条侧面沿圆周方向延伸有耳片，所述耳片上开设有耳片螺纹通孔；其中一半间隔分布的所述辐条上的耳片通过螺钉与所述套筒102连接；

如图4所示，所述抖动吸收装置3位于所述陀螺抖动轮2正上方，包括连接螺钉301、金属圆环302；所述金属圆环302上开设有多个螺纹通孔，与其余另外一半间隔分布的所述辐条上的耳片上的螺纹通孔的位置对应，所述连接螺钉301依次穿过所述金属圆环302上的螺纹通孔、所述辐条上的耳片上的螺纹通孔与所述套筒102螺纹连接。

金属圆环302的转动惯量J和连接螺钉301折算的抖动刚度k应满足以下关系。

k＝C*L

式中为f陀螺的共振频率，J为金属圆环302相对自身中心轴的转动惯量，C为与连接螺钉301横截面积相关的常系数，L为连接螺钉301的长度。

要使抖动吸收装置有效，上式需精确满足，抖动吸收装置的原理是在激光陀螺原有结构上附加一个与陀螺共振频率相同的质量弹簧子结构，形成动力吸振器，陀螺工作时的振动完全由该装置吸收。常规粘贴角加速度传感器的测量方式，由于增加了抖动吸收装置质量，会带来子结构频率的测量误差，需采用不改变抖动吸收装置质量的非接触式测量确认其谐振频率与陀螺谐振频率相同。

金属圆环302的转动惯量J增大有利于降低陀螺工作功率，但会占用更大体积或重量，实际使用中需要在尺寸重量和功率之间进行取舍。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对应本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，其特征在于，包括：陀螺腔体(1)、陀螺抖动轮(2)、抖动吸收装置(3)；

所述陀螺腔体(1)包括光学腔体(101)、套筒(102)；所述套筒(102)套装于所述光学腔体(101)内中心位置，与所述光学腔体(101)固定连接；

所述陀螺抖动轮(2)位于所述套筒(102)内中心位置，所述陀螺抖动轮(2)呈中心对称放射状，其中心与所述套筒(102)相对转动连接；从所述陀螺抖动轮(2)中心沿半径方向辐射有多个辐条，每个辐条侧面沿圆周方向延伸有耳片，所述耳片上开设有耳片螺纹通孔；其中一半间隔分布的所述辐条上的耳片通过螺钉与所述套筒(102)连接；

所述抖动吸收装置(3)位于所述陀螺抖动轮(2)正上方，包括连接螺钉(301)、金属圆环(302)；所述金属圆环(302)上开设有多个螺纹通孔，与其余另外一半间隔分布的所述辐条上的耳片上的螺纹通孔的位置对应，所述连接螺钉(301)依次穿过所述金属圆环(302)上的螺纹通孔、所述辐条上的耳片上的螺纹通孔与所述套筒(102)螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，其特征在于，所述套筒(102)与所述光学腔体(101)之间粘接固定。

3.根据权利要求1所述的一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，其特征在于，所述辐条数量为偶数个。

4.根据权利要求1所述的一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，其特征在于，所述辐条数量为4、6、8、10中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，其特征在于，通过改变连接螺钉的螺杆长度，实现所述陀螺抖动轮(2)与所述抖动吸收装置(3)的连接刚度调节。

6.根据权利要求5所述的一种基于动力吸振器原理的激光陀螺抖动吸收装置，其特征在于，所述金属圆环(302)的转动惯量J和所述连接螺钉(301)折算的抖动刚度k应满足以下关系；

k＝C*L

式中为f陀螺的共振频率，J为金属圆环(302)相对自身中心轴的转动惯量，C为与连接螺钉(301)横截面积相关的常系数，L为连接螺钉(301)的长度。

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