JPS61263292A - レ−ザ角速度センサにおけるデイザ−・サスペンシヨン機構 - Google Patents
レ−ザ角速度センサにおけるデイザ−・サスペンシヨン機構Info
- Publication number
- JPS61263292A JPS61263292A JP61105019A JP10501986A JPS61263292A JP S61263292 A JPS61263292 A JP S61263292A JP 61105019 A JP61105019 A JP 61105019A JP 10501986 A JP10501986 A JP 10501986A JP S61263292 A JPS61263292 A JP S61263292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- suspension mechanism
- housing
- axis
- angular velocity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/68—Lock-in prevention
- G01C19/70—Lock-in prevention by mechanical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔利用分野〕
本発明はリングレーザ角速度センサに関するものであシ
、更に詳しくいえはディザ−運動を発生するためのリン
グレーザ角速度センサのサスペンション機構に関するも
のである。
、更に詳しくいえはディザ−運動を発生するためのリン
グレーザ角速度センサのサスペンション機構に関するも
のである。
リングレーザ角速度センサは良く知られておシ、九とえ
ば米国特許第３，３２３，４１１号および第３゜３７３
．６５０号の各明細書に開示されている。今日のリング
レーザ角速度センサは、ガスを封入するために形成され
た複数の空所を有する熱および機械的に安定なレーザブ
ロックを一般に含む。レーザビームを反射し、閉ループ
光路を形成するための反射鏡が空所の端部に設けられる
。
ば米国特許第３，３２３，４１１号および第３゜３７３
．６５０号の各明細書に開示されている。今日のリング
レーザ角速度センサは、ガスを封入するために形成され
た複数の空所を有する熱および機械的に安定なレーザブ
ロックを一般に含む。レーザビームを反射し、閉ループ
光路を形成するための反射鏡が空所の端部に設けられる
。
づようなセンサには、以前に認められ、センサを回転振
動させること（ディザ−）により解決された、ロックイ
ンと呼ばれる現象が伴う。ディザ−を行うための手段は
、サスペンション装置に連結されて、そのサスペンショ
ン装置の機械的な固有共振振動数でセンサのブロックを
角振動させる圧電アクチュエータを従来は含んでいた。
動させること（ディザ−）により解決された、ロックイ
ンと呼ばれる現象が伴う。ディザ−を行うための手段は
、サスペンション装置に連結されて、そのサスペンショ
ン装置の機械的な固有共振振動数でセンサのブロックを
角振動させる圧電アクチュエータを従来は含んでいた。
そのディザ−運動は、慣性空間においてセンサの実際の
回転に重畳させられる。ディザ−のない慣性回転データ
を回復するために従来は種々の技術が用いられていた。
回転に重畳させられる。ディザ−のない慣性回転データ
を回復するために従来は種々の技術が用いられていた。
そのデータ回復は本発明とは関係はない。
従来のディザー・サスペンション機構は米国特許第１，
３２１，５５７号、第１，４１１，５２７号および第１
，４３６，４２３号の各明細書に示されているものを含
んでいた。
３２１，５５７号、第１，４１１，５２７号および第１
，４３６，４２３号の各明細書に示されているものを含
んでいた。
リングレーザ角速度センサ技術の進歩に伴い、約２．５
４ｍ（１インチ）平方のオーダのレーザブロックを有す
るセンサを得をことが可能になった。
４ｍ（１インチ）平方のオーダのレーザブロックを有す
るセンサを得をことが可能になった。
センサを小型にすることＫより、軽量なこと、コストが
低減されることを含めて多くの利点が得られる。従来の
ディザー・サスペンション装置では小型のセンサブロッ
クを構成できなかった。その理由は、ディザ−機構を小
型にせねばならないが、ディザ−機構のコストが上昇す
ることである。更に、多くのディザ−機構はディザ−機
構を受けてその機構を内壁に固定する大きな穴をレーザ
ブロックに必要とする。
低減されることを含めて多くの利点が得られる。従来の
ディザー・サスペンション装置では小型のセンサブロッ
クを構成できなかった。その理由は、ディザ−機構を小
型にせねばならないが、ディザ−機構のコストが上昇す
ることである。更に、多くのディザ−機構はディザ−機
構を受けてその機構を内壁に固定する大きな穴をレーザ
ブロックに必要とする。
本発明の目的は、リングレーザ角速度センサ用の製作が
簡単で、安価なディザー・サスペンション機構を得るこ
とである。
簡単で、安価なディザー・サスペンション機構を得るこ
とである。
本発明のディザー・サスペンション機構は、外側環状リ
ムと、ばねとして作用するウェブによりそのリムに結合
される内側ノ１プとを含む一対のたわみ板を利用する。
ムと、ばねとして作用するウェブによりそのリムに結合
される内側ノ１プとを含む一対のたわみ板を利用する。
ハウジングがディザー・サスペンション機構を部分的に
形成する０そのハウジングは、たわみ板の内側ノ・ブの
間で一緒に固定されるレーザブロックの組合わせを受け
るのに十分大きな寸法の環状穴を有する０２枚のたわみ
板とレーザブロックのサンドインチ構造が７〜ウジング
の穴の中に挿入される。たわみ板の外側環状リムがハウ
ジングの穴の環状内壁に固着される。
形成する０そのハウジングは、たわみ板の内側ノ・ブの
間で一緒に固定されるレーザブロックの組合わせを受け
るのに十分大きな寸法の環状穴を有する０２枚のたわみ
板とレーザブロックのサンドインチ構造が７〜ウジング
の穴の中に挿入される。たわみ板の外側環状リムがハウ
ジングの穴の環状内壁に固着される。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する０第１図
はレーザブロック１２を含むリングレーザ角速度センサ
１０を示す０レーザセンサおよびレーザブロックの例が
米国特許第３，３９０，６０６号および第３．４６’！
、４７２号の各明細書に示されている。レーザブロック
１２は、反射鏡１３，１４゜１５と、電極１６，１７．
１８ とを含む三角形の閉ループ光路を有するものと
して示されている。第１図にはたわみ板２０．３０と、
ハウジング４０と、カバー５０と、ヘッダープレート６
０と、ねじスタッド６５と、六角ナツト６６も示されて
いる０ 各たわみ板２０．３０は環状リム２２と、中心部材２４
と、３個のはね２６とを含む。中心部材はハブさして機
能する。第２図に示すよ５に、！ｊム２２および中心部
材の外面２７．２８から多少くぼむようにウェブの輪郭
は形成される。第１図および第２図は等しい幅の中心部
材とリムを示すが、コストを低減し、重量を軽くシ、か
つおそらくは装置のばね定数を小さくする（すなわち共
振振動数を低くする）ために中心部材とリムの形を定め
ることができる。たわみ板は、金属のような適当な材料
を用いて一体の構造とすることが望ましい。
はレーザブロック１２を含むリングレーザ角速度センサ
１０を示す０レーザセンサおよびレーザブロックの例が
米国特許第３，３９０，６０６号および第３．４６’！
、４７２号の各明細書に示されている。レーザブロック
１２は、反射鏡１３，１４゜１５と、電極１６，１７．
１８ とを含む三角形の閉ループ光路を有するものと
して示されている。第１図にはたわみ板２０．３０と、
ハウジング４０と、カバー５０と、ヘッダープレート６
０と、ねじスタッド６５と、六角ナツト６６も示されて
いる０ 各たわみ板２０．３０は環状リム２２と、中心部材２４
と、３個のはね２６とを含む。中心部材はハブさして機
能する。第２図に示すよ５に、！ｊム２２および中心部
材の外面２７．２８から多少くぼむようにウェブの輪郭
は形成される。第１図および第２図は等しい幅の中心部
材とリムを示すが、コストを低減し、重量を軽くシ、か
つおそらくは装置のばね定数を小さくする（すなわち共
振振動数を低くする）ために中心部材とリムの形を定め
ることができる。たわみ板は、金属のような適当な材料
を用いて一体の構造とすることが望ましい。
レーザブロック１２はセンサの軸線に平行な貫通穴を含
む。更に、各たわみ板はそれの軸線に同心の穴を含む。
む。更に、各たわみ板はそれの軸線に同心の穴を含む。
たわみ板２０．３０の穴とレーザブロック１２の穴にね
じスタッド８５を通すことができる。
じスタッド８５を通すことができる。
ハウジング４ａは、たわみ板２０と３０に溶接するのに
適当な材料を用いて作るようにする。ハウジング４０は
、たわみ板２０．３０の環状リム２２の外側部分よシわ
ずかに大きい曲率半径を有する内壁４３により囲まれた
環状穴４２を含む。
適当な材料を用いて作るようにする。ハウジング４０は
、たわみ板２０．３０の環状リム２２の外側部分よシわ
ずかに大きい曲率半径を有する内壁４３により囲まれた
環状穴４２を含む。
ここで説明している実施例においては、第３図の簡略化
した横断面図に示されているように、ハウジングの高さ
はたわみ板２０．３０の２個の環状リムの幅と、ブロッ
ク１２の幅との和にほぼ等しい。ハウジング４０は慣性
センサ・パッケージ内に装着するための環状７ランジ４
１も含む。
した横断面図に示されているように、ハウジングの高さ
はたわみ板２０．３０の２個の環状リムの幅と、ブロッ
ク１２の幅との和にほぼ等しい。ハウジング４０は慣性
センサ・パッケージ内に装着するための環状７ランジ４
１も含む。
第３図において、スタッド６５はナツト６６とともにブ
ロック１２を各たわみ板のハブすなわち中心部材２４０
間に固定する。たわみ板２０と３０の環状リム２２の外
面は、たとえばレーザ溶接“などによりハウジング４０
の環状内壁に固着される。ハウジングの頂部と底部にカ
バー５０とへラダープレー）６０が固着される。カバー
５０とヘッダープレート６０は溶接、ねじ止めなどを含
む各種の技術によりハウジング４０に固着できる。
ロック１２を各たわみ板のハブすなわち中心部材２４０
間に固定する。たわみ板２０と３０の環状リム２２の外
面は、たとえばレーザ溶接“などによりハウジング４０
の環状内壁に固着される。ハウジングの頂部と底部にカ
バー５０とへラダープレー）６０が固着される。カバー
５０とヘッダープレート６０は溶接、ねじ止めなどを含
む各種の技術によりハウジング４０に固着できる。
ヘッダープレート８０はレーザ１０のガス電極およびレ
ーザセンサ読出し組立体（図示せず）Ｋ接続するための
電気的ビンを含む。
ーザセンサ読出し組立体（図示せず）Ｋ接続するための
電気的ビンを含む。
第１図および第３図に示すように、ジャイロブロック１
２をハウジング４０に対して振動させることができるよ
うに、はね２Ｇを円周方向に電気機械的にたわませるた
めにばね２６に取シつけられた圧電素子ＴＯを含む。所
期の機能を得るためにはね２Ｇに圧電素子をとシつける
ことはこの分野においてよく知られている。
２をハウジング４０に対して振動させることができるよ
うに、はね２Ｇを円周方向に電気機械的にたわませるた
めにばね２６に取シつけられた圧電素子ＴＯを含む。所
期の機能を得るためにはね２Ｇに圧電素子をとシつける
ことはこの分野においてよく知られている。
本発明の別の実施例を第１図に示す。第１図において、
たわみ板２０．３０の環状リムがハウジング４０の頂面
と底面に溶接される。先に述べた実施例と同様に、第１
図に示す実施例は、ハウジングに対してブロックを振動
させるという所期の機能を得るためにディザー・サスペ
ンション機構を構成する。第１図〜第３図に示す実施例
社外側環状リムをハウジングに溶接するようになってい
るが、環状リムをハウジングに固定するという同じ所期
の機能は、ねじ部材を用いて行うことができることを理
解すべきである。とくに、ねじ部を有する環状リムを受
けるためにハウジング４０の穴４２の内壁面にねじを切
ることができる。あるいは、ハウジングの外面にねじ合
わせるために、リムにねじつきの延長部を設けることが
できる。
たわみ板２０．３０の環状リムがハウジング４０の頂面
と底面に溶接される。先に述べた実施例と同様に、第１
図に示す実施例は、ハウジングに対してブロックを振動
させるという所期の機能を得るためにディザー・サスペ
ンション機構を構成する。第１図〜第３図に示す実施例
社外側環状リムをハウジングに溶接するようになってい
るが、環状リムをハウジングに固定するという同じ所期
の機能は、ねじ部材を用いて行うことができることを理
解すべきである。とくに、ねじ部を有する環状リムを受
けるためにハウジング４０の穴４２の内壁面にねじを切
ることができる。あるいは、ハウジングの外面にねじ合
わせるために、リムにねじつきの延長部を設けることが
できる。
第５図にたわみ板２０．３０の別の実施例を示す。第５
図において、たわみ板２００は、環状リムが無いことを
除き、第１図に示すたわみ板２０とほぼ同じである。喪
わみ板２００は中心部材２２４と、第１および第２の端
部２３Ｇ、２３１を有する゛ばね２２６ とを含む。
図において、たわみ板２００は、環状リムが無いことを
除き、第１図に示すたわみ板２０とほぼ同じである。喪
わみ板２００は中心部材２２４と、第１および第２の端
部２３Ｇ、２３１を有する゛ばね２２６ とを含む。
各ばね２２６の第１の端部は、中心部材２４から延びて
、ハブに対するスポークとして機能する。なるべく、中
心部材２２４から離れる向きに半径方向に延びる第２の
端部２３１の外側曲率半径は、ばねの第２の端部とハウ
ジングの間で溶接を行うことができるようにするために
、ハウジング４０の環状内壁の半径を受けるような大き
さになるべくする。
、ハブに対するスポークとして機能する。なるべく、中
心部材２２４から離れる向きに半径方向に延びる第２の
端部２３１の外側曲率半径は、ばねの第２の端部とハウ
ジングの間で溶接を行うことができるようにするために
、ハウジング４０の環状内壁の半径を受けるような大き
さになるべくする。
第５図に示すたわみ板２００はたわみ板３０のために使
用することもできる。この場合には、第１図に示すのと
同様のやシ方で圧電素子ＴＯがたわみ板にとシつけられ
る。たわみ板２００の利点には軽量であること、別の機
械的なとシつけのやυ方があることなどが含まれる。た
とえば、組立作業を助けるために、はね２２６の半径方
向延長部に合致するスロットをハウジング４０に設ける
ことができる。
用することもできる。この場合には、第１図に示すのと
同様のやシ方で圧電素子ＴＯがたわみ板にとシつけられ
る。たわみ板２００の利点には軽量であること、別の機
械的なとシつけのやυ方があることなどが含まれる。た
とえば、組立作業を助けるために、はね２２６の半径方
向延長部に合致するスロットをハウジング４０に設ける
ことができる。
第１図に示す実施例は、−緒になってレーザブロック１
２を固着する２枚のたわみ板を示しているが、ただ１枚
のたわみ板３０だけでも良い。すなわち、新機の機能を
行わせるためには、周縁方向に運動を行わせるためにば
ねを曲げる圧電素子を有する１枚のたわみ板だけを必要
とする。
２を固着する２枚のたわみ板を示しているが、ただ１枚
のたわみ板３０だけでも良い。すなわち、新機の機能を
行わせるためには、周縁方向に運動を行わせるためにば
ねを曲げる圧電素子を有する１枚のたわみ板だけを必要
とする。
以上本発明を説明したが、本発明はそれらの説明で示さ
れた構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲の改変は当業者には明らかに行えるであろ
う。
れた構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸
脱しない範囲の改変は当業者には明らかに行えるであろ
う。
図示の本発明の実施例は三角形のレーザブロックを示す
が、本発明はそれに限定されるものではない。レーザブ
ロック１２は従動部材としてのみ機能し、従動部材へ周
縁方向の動きを伝えるためにディザー・サスペンション
機構を使用できる。
が、本発明はそれに限定されるものではない。レーザブ
ロック１２は従動部材としてのみ機能し、従動部材へ周
縁方向の動きを伝えるためにディザー・サスペンション
機構を使用できる。
とくに、レーザセンサの分野においては、−従動部材ハ
立体レーザセンサ（１個のブロック中に３個のレーザセ
ンサ）はもちろん、長方形レーザセンサ等とすることも
できる。
立体レーザセンサ（１個のブロック中に３個のレーザセ
ンサ）はもちろん、長方形レーザセンサ等とすることも
できる。
第１図はリングレーザ角速度センサおよびディザー・サ
スペンション機構を示す分解図、第２図はたわみ板の横
断面図、第３図はディザー・サスペンション機構および
レーザセンサ組立体の横断面図、第１図は別のディザー
・サスペンション機構およびレーザブロック組立体の横
断面図、第５図は別のたわみ板構造を示す図である。
スペンション機構を示す分解図、第２図はたわみ板の横
断面図、第３図はディザー・サスペンション機構および
レーザセンサ組立体の横断面図、第１図は別のディザー
・サスペンション機構およびレーザブロック組立体の横
断面図、第５図は別のたわみ板構造を示す図である。
Claims (4)
- （１）ディザー・サスペンション機構により軸線を中心
として駆動されるレーザブロックを有するレーザ角速度
センサにおけるディザー・サスペンション機構において
、 中心部材と、この中心部材から延びる第１の端部および
第２の端部を有する複数のばねと、前記レーザブロック
を受ける穴を有するハウジングとを有し、中心軸線を含
む第１のたわみ板と、前記レーザブロックと前記第１の
たわみ板の前記中心部材を一緒に固着する手段と、 前記ばねの前記第２の端部を前記ハウジングに固定する
手段と を備え、前記各ばねは前記中心部材と前記第２の端部の
間で限られた相対運動を許すために、周縁方向にたわむ
ことができることを特徴とするレーザ角速度センサにお
けるディザー・サスペンション機構。 - （２）ディザー・サスペンション機構により軸線を中心
として駆動されるレーザブロックを有するレーザ角速度
センサにおけるディザー・サスペンション機構において
、 中心軸線を有する第１のたわみ板であつて、この第１の
たわみ板は、前記中心軸線と同心状の外側環状リムと、
中心部材と、前記外側環状リムおよび前記中心部材から
延びる複数のばねと、前記レーザブロックを受ける穴を
有するハウジングとを有する第１のたわみ板と、 前記レーザブロックと前記第１のたわみ板の前記中心部
材を一緒に固着する手段と、 前記第１のたわみ板の前記環状リムを前記ハウジングに
固定する手段と を備え、前記各ばねは前記中心部材と前記リムの間で限
られた相対運動を許すために、周縁方向にたわむことが
できることを特徴とするレーザ角速度センサにおけるデ
ィザー・サスペンション機構。 - （３）ディザー・サスペンション機構により軸線を中心
として駆動されるレーザブロックを有するレーザ角速度
センサにおけるディザー・サスペンション機構において
、 同軸の中心軸線をそれぞれ有する第１および第２のたわ
み板であつて、前記中心軸線と同心の外側環状リムと、
中心部材と、この中心部材から前記外側環状リムまで延
び、前記中心部材と前記リムの間の相対運動を許すため
に円縁方向にたわむことができる複数の半径方向ばねと
、前記レーザブロックを受ける穴を有するハウジングと
を有する第１および第２のたわみ板と、 それらの第１および第２のたわみ板の前記中心部材の間
に前記レーザブロックを固定する手段と、前記第１およ
び第２の各たわみ板の前記環状リムを前記ハウジングに
固定する手段と を備えることを特徴とするレーザ角速度センサにおける
ディザー・サスペンション機構。 - （４）軸線を中心とする円周方向の動きを駆動される部
材へ伝えるディザー・サスペンション機構において、 中心軸線を有する第１のたわみ板であつて、中心部材と
、この中心部材から延びる第１の端部および第２の端部
を有し、前記中心部材と前記第２の端部の間で限られた
相対運動を許すために周縁方向にたわむことができる複
数のばねと、前記駆動される部材を受ける穴を有するハ
ウジングとを有する第１のたわみ板と、 前記レーザブロックと前記第１のたわみ板の前記中心部
材を一緒に固定する手段と、 前記ばねの前記第２の端部を前記ハウジングに固定する
手段と を備えることを特徴とするディザー・サスペンション機
構。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/733,278 US4751718A (en) | 1985-05-10 | 1985-05-10 | Dither suspension mechanism for a ring laser angular rate sensor |
| US733278 | 1985-05-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61263292A true JPS61263292A (ja) | 1986-11-21 |
Family
ID=24946942
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61105019A Pending JPS61263292A (ja) | 1985-05-10 | 1986-05-09 | レ−ザ角速度センサにおけるデイザ−・サスペンシヨン機構 |
| JP1991040789U Pending JPH04113468U (ja) | 1985-05-10 | 1991-05-07 | レーザ角速度センサにおけるデイザー・サスペンシヨン機構 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991040789U Pending JPH04113468U (ja) | 1985-05-10 | 1991-05-07 | レーザ角速度センサにおけるデイザー・サスペンシヨン機構 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4751718A (ja) |
| EP (1) | EP0201089B1 (ja) |
| JP (2) | JPS61263292A (ja) |
| CN (1) | CN1008399B (ja) |
| CA (1) | CA1260126A (ja) |
| DE (1) | DE3680575D1 (ja) |
| IL (1) | IL78395A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008197066A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Japan Aviation Electronics Industry Ltd | リングレーザージャイロ |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5131751A (en) * | 1990-04-26 | 1992-07-21 | Allied-Signal Inc. | Ring laser gyro cavity length controller, frame compression |
| US5173745A (en) * | 1991-04-12 | 1992-12-22 | Honeywell Inc. | Cluster dither apparatus |
| US5326163A (en) * | 1991-05-10 | 1994-07-05 | Honeywell Inc. | Dither apparatus |
| US5233406A (en) * | 1991-11-13 | 1993-08-03 | Honeywell Inc. | Recessed center post mounted dither system |
| US5249031A (en) * | 1991-12-11 | 1993-09-28 | Honeywell Inc. | Ring laser gyro dither stripper |
| US5299211A (en) * | 1992-08-27 | 1994-03-29 | Honeywell Inc. | Laser gyro high voltage start module and high voltage pulse generator |
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