CN219141850U - 一种六轴惯性测量单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种六轴惯性测量单元，涉及惯性测量单元领域。本实用新型包括长方体的陀螺支架，所述陀螺支架的一组正交三面分别安装有光纤陀螺，所述陀螺支架的一个侧壁通过加速度计支架安安装有加速度计；所述加速度计支架的安装面粗糙度为1.6，且与基准面的平行度或垂直度均为0.02；所述陀螺支架的安装面与基准面的垂直度或平行度均为0.02；以满足复杂环境武器装备的使用要求，具有体积小、精度高、抗环境能力强以及安装可靠性高的特点。

Description

一种六轴惯性测量单元

技术领域

本实用新型涉及惯性测量单元领域，具体的说，是一种六轴惯性测量单元。

背景技术

惯性测量单元式惯性导航控制系统的核心组件，用于测量载体坐标系下三轴向的角速率和加速度信息，可提供给信息处理组件，用于载体的导航解算和飞行控制，具有使用寿命长、可靠性强、动态范围广、启动速度快等诸多优点，广泛应用于舰艇和飞行器导航、导弹精确制导、坦克瞄准系统等诸多国防领域。目前国内各型号的惯性测量单元从设计研发到定型批产需要历经数年时间，而各个科研院所和兵工单位又因总体需求、使用环境、战术等级等条件的不同，导致惯性测量单元类别繁多、技术状态区别较大，不利于大规模的批量生产，因此需要研制一种六轴惯性测量单元，方便通过换装不同的光纤陀螺和加速度计满足各类使用条件，尽可能降低结构件误差对光纤陀螺和加速度计精度的影响。

目前，国内关于惯性测量单元的文献、论文和专利主要集中在IMU小型化、抗冲击能力提高、可靠性和寿命、结构仿真分析、温度补偿、误差补偿模型等分析局部方面，其中《一种小型化高精度光纤惯性测量单元的设计与实现》主要研究的三轴一体化光纤陀螺组成的IMU，局限于对IMU的小型化设计。《小型化光纤陀螺惯性测量单元设计与实现》主要研究的是光纤陀螺IMU中小型化接口电路的实现方法和加速度计温度补偿的实现方法。《三轴一体IMU组件中光纤环热分析》主要研究的是三轴一体IMU组件在工作时的温度分布和变化规律。《激光陀螺捷联惯导系统IMU结构模态分析》主要分析的是通过外置减振器将IMU与台体相连，局限于对IMU结构的振动性能仿真与研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种六轴惯性测量单元，以满足复杂环境武器装备的使用要求，具有体积小、精度高、抗环境能力强以及安装可靠性高的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

一种六轴惯性测量单元，包括长方体的陀螺支架，所述陀螺支架的一组正交三面分别安装有光纤陀螺，所述陀螺支架的一个侧壁通过加速度计支架安安装有加速度计；

所述加速度计支架的安装面粗糙度为1.6，且与基准面的平行度或垂直度均为0.02；

所述陀螺支架的安装面与基准面的垂直度或平行度均为0.02。

作为优选的，所述陀螺支架包括第一方形板和第二方形板，所述第一方形板与所述第二方形板通过支撑板连接，所述支撑板的两竖直面分别与所述第一方形板以及所述第二方形板的竖直面同平面，所述第一方形板的顶面安装有两延伸板，两所述延伸板正交设置，所述延伸板以及位于所述延伸板下方的所述支撑板设有用于安装所述光纤陀螺的安装孔，所述延伸板的顶面同样设有用于安装所述光纤陀螺的安装孔，与其中一个所述延伸板相对的所述支撑板上设有用于安装所述加速度计支架的安装孔。

进一步的，一个所述光纤陀螺安装于两所述延伸板的上方，另外两所述光纤陀螺分别设于所述延伸板的外壁，两所述延伸板竖直环绕形成的空腔以及位于所述延伸板下方由所述支撑板形成的空腔作为通风腔。

更进一步的，所述延伸板水平方向的长度与其顶端距离所述第二方形板底面的距离相同。

更进一步的，所述第二方形板朝向所述加速度计支架的一侧顶面安装有压线夹，所述第一方形板的顶面还安装有固线夹。

更进一步的，所述加速度计为石英挠性加速度计。

本实用新型在使用的过程中，具有以下有益效果：

通过设置特定结构的加速度计支架用于安装加速度计，并且将加速度计安装于特定的陀螺支架上，从而避免传感器之间出现耦合感应的情况出现，以实现六轴惯性测量单元各个传感器之间解耦的目的。

附图说明

图1为本实用新型安装结构示意图。

其中，1-加速度计、2-加速度计支架、3-温度传感器、4-压线夹、5-陀螺支架、6-固线夹、7-光纤陀螺。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式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方式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方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”、“安装”、“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。

请参考图1所示的，一种六轴惯性测量单元，包括长方体的陀螺支架5，所述陀螺支架5的一组正交三面分别安装有光纤陀螺7，所述陀螺支架5的一个侧壁通过加速度计支架2安安装有加速度计1；

所述加速度计支架2的安装面粗糙度为1.6，且与基准面的平行度或垂直度均为0.02；

所述陀螺支架5的安装面与基准面的垂直度或平行度均为0.02。

这样，通过设置特定结构的加速度计支架2用于安装加速度计1，并且将加速度计1安装于特定的陀螺支架5上，从而避免传感器之间出现耦合感应的情况出现，以实现六轴惯性测量单元各个传感器之间解耦的目的。

另外，所述陀螺支架5包括第一方形板和第二方形板，所述第一方形板与所述第二方形板通过支撑板连接，所述支撑板的两竖直面分别与所述第一方形板以及所述第二方形板的竖直面同平面，所述第一方形板的顶面安装有两延伸板，两所述延伸板正交设置，所述延伸板以及位于所述延伸板下方的所述支撑板设有用于安装所述光纤陀螺7的安装孔，所述延伸板的顶面同样设有用于安装所述光纤陀螺7的安装孔，与其中一个所述延伸板相对的所述支撑板上设有用于安装所述加速度计支架2的安装孔。

并且，一个所述光纤陀螺7安装于两所述延伸板的上方，另外两所述光纤陀螺7分别设于所述延伸板的外壁，两所述延伸板竖直环绕形成的空腔以及位于所述延伸板下方由所述支撑板形成的空腔作为通风腔。

这样，利用通风腔，还能够提高安装在陀螺支架5上的光纤陀螺7的散热效果。

再者，所述延伸板水平方向的长度与其顶端距离所述第二方形板底面的距离相同。

另外，所述第二方形板朝向所述加速度计支架2的一侧顶面安装有压线夹4，所述第一方形板的顶面还安装有固线夹6。

同时，所述加速度计1为石英挠性加速度计1。

具体的说，压线夹4用于固定加速度计1的引出线。加速度计支架2通过螺钉固定于陀螺支架5上，光纤陀螺7同样通过螺钉或者支柱螺钉固定于陀螺支架5上。

前述的加速度计支架2上的安装孔尺寸为39mm×41mm，其外形尺寸为46mm×44mm×27.5mm，以满足小型化的需求。

并且前述的加速度计支架2上还需要预留一个方便粘结高精度速度温度传感器3的安装孔，以便于对整个惯性平台的温度进行采集。

前述的整个六轴惯性测量单元的外形尺寸为105mm×105mm×85mm，重量不超过1250g。

前述的加速度计支架2和陀螺支架5均使用2A12-T4硬铝材料，保证温度试验时热膨胀系数相同，进而提高整个设备在运行过程中的稳定性和精准度。避免因为热膨胀系数的不同而造成加速度计1和光纤陀螺7之间的位置变动过大而影响精度。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (6)

1.一种六轴惯性测量单元，其特征在于：包括长方体的陀螺支架（5），所述陀螺支架（5）的一组正交三面分别安装有光纤陀螺（7），所述陀螺支架（5）的一个侧壁通过加速度计支架（2）安安装有加速度计（1）；

所述加速度计支架（2）的安装面粗糙度为1.6，且与基准面的平行度或垂直度均为0.02；

所述陀螺支架（5）的安装面与基准面的垂直度或平行度均为0.02。

2.根据权利要求1所述的一种六轴惯性测量单元，其特征在于：所述陀螺支架（5）包括第一方形板和第二方形板，所述第一方形板与所述第二方形板通过支撑板连接，所述支撑板的两竖直面分别与所述第一方形板以及所述第二方形板的竖直面同平面，所述第一方形板的顶面安装有两延伸板，两所述延伸板正交设置，所述延伸板以及位于所述延伸板下方的所述支撑板设有用于安装所述光纤陀螺（7）的安装孔，所述延伸板的顶面同样设有用于安装所述光纤陀螺（7）的安装孔，与其中一个所述延伸板相对的所述支撑板上设有用于安装所述加速度计支架（2）的安装孔。

3.根据权利要求2所述的一种六轴惯性测量单元，其特征在于：一个所述光纤陀螺（7）安装于两所述延伸板的上方，另外两所述光纤陀螺（7）分别设于所述延伸板的外壁，两所述延伸板竖直环绕形成的空腔以及位于所述延伸板下方由所述支撑板形成的空腔作为通风腔。

4.根据权利要求3所述的一种六轴惯性测量单元，其特征在于：所述延伸板水平方向的长度与其顶端距离所述第二方形板底面的距离相同。

5.根据权利要求2所述的一种六轴惯性测量单元，其特征在于：所述第二方形板朝向所述加速度计支架（2）的一侧顶面安装有压线夹（4），所述第一方形板的顶面还安装有固线夹（6）。

6.根据权利要求1所述的一种六轴惯性测量单元，其特征在于：所述加速度计（1）为石英挠性加速度计（1）。

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