一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，它是由箱體、光纖陀螺IMU組件和系統(tǒng)電路組件等三大部分組成；箱體由底板、外罩構(gòu)成，底板分為慣組區(qū)和電路區(qū)，分別盛放光纖陀螺IMU組件以及系統(tǒng)電路組件。光纖陀螺IMU組件和系統(tǒng)電路組件通過電連接器完成電氣連接。本發(fā)明采用模塊化集成設(shè)計(jì)，著力提高系統(tǒng)的適應(yīng)性和工程性能，成功克服了平臺羅經(jīng)存在體積大、重量大、溫度性能差、一致性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等帶來的系統(tǒng)使用性能較差的難題，并且通過優(yōu)化捷聯(lián)羅經(jīng)算法，提高了系統(tǒng)的精度。本發(fā)明在慣性【技術(shù)領(lǐng)域】里具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，屬于慣性導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】:
[0002]羅經(jīng)系統(tǒng)是一種精密復(fù)雜的導(dǎo)航儀器，不僅能為大中型水面和水下艦船的導(dǎo)航、武備、指控等系統(tǒng)提供精確的航向和水平基準(zhǔn)信息，還可以顯示艦船姿態(tài)角和推算艦位。平臺羅經(jīng)一般安裝兩只二自由度陀螺儀或三只單自由度陀螺儀，以及兩只電磁擺或兩只加速度計(jì)，構(gòu)成調(diào)平和找北回路，建立三軸空間穩(wěn)定平臺來跟蹤東北天地理坐標(biāo)系。由于采用機(jī)械式平臺結(jié)構(gòu)，平臺羅經(jīng)系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、重量重、價(jià)格高，可靠性難以進(jìn)一步提聞等問題。
[0003]三軸一體光纖陀螺是將慣性導(dǎo)航時(shí)三個(gè)正交方向的陀螺設(shè)計(jì)成一體的光纖陀螺，同時(shí)又將光路、電路和結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，不僅節(jié)省設(shè)備體積，而且降低成本，具有結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低、體積小、重量輕、啟動快、抗沖擊能力強(qiáng)、動態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]捷聯(lián)式羅經(jīng)系統(tǒng)將慣性敏感元件(陀螺、加速度計(jì))直接安裝在載體上，陀螺儀不再通過平臺架與載體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動隔離，而是完全和載體同步運(yùn)動。在計(jì)算機(jī)中用方向余弦矩陣實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航平臺的功能，以“數(shù)學(xué)平臺”代替常規(guī)平臺式羅經(jīng)系統(tǒng)中的實(shí)體機(jī)械平臺，由于省去了復(fù)雜的機(jī)電式導(dǎo)航平臺，克服了平臺羅經(jīng)系統(tǒng)的諸多缺點(diǎn)。
[0005]因此，基于光纖陀螺的捷聯(lián)式羅經(jīng)系統(tǒng)具有動態(tài)精度高，自動對準(zhǔn)，穩(wěn)定時(shí)間短，可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，功耗低，無需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是艦船導(dǎo)航技術(shù)的重要研究方向。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006](I)目的:
[0007]本發(fā)明的目的是提供了一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，它采用三軸一體高精度光纖陀螺為慣性敏感元件，克服了平臺羅經(jīng)的體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗沖擊能力弱、高成本等難題，著重提高了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性和實(shí)際使用性能，減小了系統(tǒng)啟動時(shí)間，簡化裝配生產(chǎn)工藝，保證了系統(tǒng)的可靠性和可維修性。本發(fā)明改進(jìn)了捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)算法，實(shí)現(xiàn)載體系泊狀態(tài)、錨泊狀態(tài)與機(jī)動狀態(tài)等不同狀態(tài)下的快速精確對準(zhǔn)；設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了羅經(jīng)狀態(tài)與慣導(dǎo)狀態(tài)的適時(shí)切換，縮短了初始對準(zhǔn)時(shí)間，降低了羅經(jīng)系統(tǒng)的水平誤差和航向誤差。
[0008](2)技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明是一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，見圖1，它是由箱體、光纖陀螺MU組件和系統(tǒng)電路組件三大部分組成的。它們之間的位置連接關(guān)系是:箱體用于盛裝和保護(hù)光纖陀螺IMU組件和系統(tǒng)電路組件，分為慣組區(qū)和電路區(qū)。其中，慣組區(qū)用于放置光纖陀螺IMU組件，包括三軸一體光纖陀螺，加速度計(jì)，IMU臺體，光源前放組件等；電路區(qū)用于放置系統(tǒng)電路組件，包括二次電源板，加速度計(jì)Ι/F處理電路板，導(dǎo)航解算板，陀螺處理電路板，母板等。箱體前端有三個(gè)外部電連接器，用于該羅經(jīng)系統(tǒng)供電及通訊。慣組區(qū)和電路區(qū)之間通過外部電連接器完成電氣連接，通過箱體的上蓋及連接螺栓將箱體全部封閉。
[0010]所述箱體，見圖2(a)、圖2(b)，分為底板和外罩兩部分。該箱體底板為長矩形平板結(jié)構(gòu)，可以最大程度降低加工的難度，用于安裝光纖陀螺MU組件和系統(tǒng)電路組件以及安裝整個(gè)羅經(jīng)系統(tǒng)。底板的上表面加工有用于安裝電路支架、光纖陀螺MU系統(tǒng)組件、母板等的安裝凸臺和螺釘孔，底板的下長邊緣均布四個(gè)箱體安裝法蘭，提供了整個(gè)羅經(jīng)系統(tǒng)的水平安裝基準(zhǔn)，在底板的下短邊緣提供了兩個(gè)箱體側(cè)靠面，構(gòu)成了整個(gè)羅經(jīng)系統(tǒng)的定向基準(zhǔn)。該箱體外罩為長方盒體的結(jié)構(gòu)，焊接方式加工成型。在外罩的前部加工有3個(gè)穿墻插座安裝孔，在與底板的接合面部位設(shè)有內(nèi)法蘭，一方面提高整個(gè)外罩的剛度，另外也提供了固定螺釘?shù)募庸の?，同時(shí)有利于密封。外罩前部安裝三個(gè)外部電連接器，型號分別是:YMA27S4M1D40、YMA27S12M1D40和YMA27S26M1D40，其圓盤端位于外罩的外部，用于供電和通訊?？紤]到系統(tǒng)電路和陀螺之間的電磁干擾現(xiàn)象，電路區(qū)放置在底板前部，該電路區(qū)設(shè)置有電路支架安裝面和母板安裝面，分別用于安裝電路支架和系統(tǒng)母板。底板后部是慣組區(qū)，設(shè)置有IMU安裝面、IMU靠面、光源前放組件固定孔。IMU安裝面和IMU靠面為安裝光纖陀螺MU組件提供了水平和垂直安裝基準(zhǔn)，光源前放組件固定孔使光源鎖緊固定在機(jī)箱上。箱體四周均布有安裝法蘭，安裝法蘭上配置定位銷和安裝孔。箱體的前面、上面都加工了密封槽，用于放置密封圈，當(dāng)前面板和頂蓋安裝上去后，可以起到良好的密封效果。慣組區(qū)與電路區(qū)之間采用電連接器連接，全部電氣連接，簡化了系統(tǒng)生產(chǎn)、裝配工藝，提高了系統(tǒng)可靠性和可維修性。
[0011]所述系統(tǒng)電路組件，是指安裝在電路區(qū)中的導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板、母板和二次電源板。它們之間的位置連接關(guān)系是:導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板通過CMI96TKW彎插矩形電連接器與母板上的CMI96ZJN插座實(shí)現(xiàn)電氣連接并和固定設(shè)置在箱體底部的母板進(jìn)行連接，便于裝配和維修。導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板具有統(tǒng)一的外形尺寸、結(jié)構(gòu)形式和安裝接口，外覆導(dǎo)熱盒，利用側(cè)邊的鎖緊條固定在電路支架上。以陀螺處理電路為例，見圖3，包括了陀螺處理電路板、導(dǎo)熱盒、鎖緊條、CMI96TKW彎插矩形電連接器。母板固定在底板上的安裝凸臺上，其靠近光纖陀螺IMU系統(tǒng)組件的一側(cè)焊接直插式插座J30J-31ZKNP5和J30J-37ZKNP5，用于實(shí)現(xiàn)和光纖陀螺IMU系統(tǒng)組件的電氣連接；母板靠近外部電連接器的一側(cè)提供焊盤，焊接艙內(nèi)插頭YMA27T4K1P40、YMA27T12K1P40和YMA27T26K1P40。該電路支架是一個(gè)箱型的框架結(jié)構(gòu)，通過底部的固定孔和安裝法蘭固定在底板上，其內(nèi)部加工有滑槽，用于固定上述系統(tǒng)電路組件，同時(shí)將電路的發(fā)熱傳導(dǎo)到外部環(huán)境，其基本外形見圖4。從前端開始，各電路板依次為二次電源板、導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板，這樣布置有利于系統(tǒng)的組裝，避免了二次電源板產(chǎn)生的熱量對光纖陀螺敏感環(huán)和加速度計(jì)表頭的影響。
[0012]所述光纖陀螺IMU組件，見圖5(a)、(b)采用三軸一體高精度輕小型光纖陀螺，包括一個(gè)IMU臺體，三個(gè)光纖陀螺敏感環(huán)，三個(gè)加速度計(jì)表頭以及一個(gè)固定在底板上的光源前放組件。三只光纖陀螺敏感環(huán)共用同一光源，采用Φ80μπι細(xì)徑光纖繞制，減小了羅經(jīng)系統(tǒng)的重量和體積。陀螺光源通過鎖緊條固定在機(jī)箱側(cè)壁，方便散熱，削弱了光源熱量對光纖陀螺敏感環(huán)和加速度計(jì)表頭的影響。光纖陀螺IMU組件采用雙層磁屏蔽設(shè)計(jì)，采用空間對角減振布局的IMU臺體有效保證光纖陀螺IMU組件在振動、沖擊條件下具有良好的各向同性動力學(xué)響應(yīng)特征，提高了系統(tǒng)的振動性能。(該光纖陀螺頂U(kuò)組件先前已有專利單獨(dú)申請，這里不再詳述)。[0013]本發(fā)明的工作原理及工作流程簡介如下:[0014]電路區(qū)的三軸一體光纖陀螺處理電路板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、導(dǎo)航解算板、二次電源板通過母板連接完成電氣信號交換，以上電路板與IMU臺體上的光纖陀螺敏感單元(含前放板)、光源模塊(含驅(qū)動電路)、加速度計(jì)、溫度傳感器(18B20)等相互間的電氣信號交換通過母板以及MU本體上的兩個(gè)電連接器實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的供電與數(shù)據(jù)通信通過母板上的三個(gè)外部電連接器實(shí)現(xiàn)。三軸光纖陀螺敏感載體感知系統(tǒng)角運(yùn)動，角速度信息經(jīng)過陀螺主板按協(xié)議由RS422串口輸出。三軸石英撓性加速度計(jì)敏感載體感知系統(tǒng)加速度信息，其輸出與系統(tǒng)加速度成正比，由加速度計(jì)Ι/F處理電路板進(jìn)行采集和處理，輸出三路脈沖信號。加速度計(jì)內(nèi)置溫度傳感器，其測量的溫度信號輸出是由0/1組成的數(shù)字量串碼，可由數(shù)字接口電路直接采集。導(dǎo)航解算板完成采集陀螺信息、加速度計(jì)信息以及溫度信息，從而進(jìn)行溫度補(bǔ)償、導(dǎo)航解算、組合導(dǎo)航和通訊等功能。二次電源板將外部輸入電源轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)內(nèi)部需要的各種形式電壓，同時(shí)也起到濾波、穩(wěn)壓、過流保護(hù)等功能。[0015]⑶優(yōu)點(diǎn)及功效:[0016]本發(fā)明為一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，改變以往傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，通過慣性器件與系統(tǒng)的一體化模塊化綜合集成，克服了平臺羅經(jīng)的諸多缺點(diǎn)；改進(jìn)了羅經(jīng)系統(tǒng)的處理電路、優(yōu)化羅經(jīng)算法，在減體減重的同時(shí)提高了羅經(jīng)系統(tǒng)的航向、水平精度，并且減少了啟動時(shí)間，縮短了對準(zhǔn)時(shí)間。具體實(shí)現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn):[0017]1、優(yōu)化了系統(tǒng)的整體布局，實(shí)現(xiàn)全固連、輕小型設(shè)計(jì)，為羅經(jīng)系統(tǒng)減體減重。[0018]2、采用模塊化思想，保證模塊互換性高，簡化了系統(tǒng)裝配和生產(chǎn)工藝，提高了系統(tǒng)的可靠性和可維修性。[0019]3、合理布局電路部分，減少了熱磁震對系統(tǒng)的干擾；改進(jìn)算法，使羅經(jīng)系統(tǒng)航向角精度為10’secO，縱搖角精度為0.02°，橫搖角誤差為0.02°，系泊狀態(tài)下初始對準(zhǔn)時(shí)間小于30min，錨泊狀態(tài)下初始對準(zhǔn)時(shí)間小于60min，啟動時(shí)間小于30s。
【專利附圖】

【附圖說明】:[0020]圖1為本發(fā)明前部半剖視立體圖[0021]圖2(a)為本發(fā)明箱體的底板[0022]圖2(b)為本發(fā)明箱體的外罩[0023]圖3為本發(fā)明陀螺處理電路結(jié)構(gòu)示意圖[0024]圖4為本發(fā)明電路支架的基本結(jié)構(gòu)圖[0025]圖5 (a)為本發(fā)明光纖陀螺IMU組件立體圖[0026]圖5(b)為本發(fā)明光纖陀螺IMU組件立體圖[0027]圖中符號說明如下:[0028]1.箱體2.外罩3.底板[0029]4.電路支架5.母板6.加速度[0030]7.光源前放組件8.光纖陀螺IMU組件9.光纖陀螺敏感環(huán)
[0031]10.系統(tǒng)電路組件11.加速度計(jì)Ι/F處理電12.導(dǎo)航解算板
[0032]路板
[0033]13.二次電源板14.外部電連接器15.箱體安裝法蘭
[0034]16.母板安裝面17.箱體側(cè)靠面18.1MU靠面
[0035]19.光源前放組件固定孔20.MU安裝面21.電路支架安裝面
[0036]22.穿墻插座安裝孔23內(nèi)法蘭
[0037]301.CMI96TKW彎插矩形電連302.鎖緊條303.陀螺處理電路板
[0038]接器
[0039]304.導(dǎo)熱盒
[0040]401.固定孔402.安裝法蘭403.滑槽
[0041]501.1MU臺體安裝孔502.1MU臺體
【具體實(shí)施方式】:
[0042]見圖1，本發(fā)明為一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，它是由箱體
I(外罩2和底板3)、光纖陀螺IMU組件8和系統(tǒng)電路組件10三部分組成。它們之間的位置連接關(guān)系是:光纖陀螺IMU組件8放置于底板3慣組區(qū)，系統(tǒng)電路組件10放置于底板3的電路區(qū)，光纖陀螺MU組件8和系統(tǒng)電路組件10由電連接器進(jìn)行電氣連接。外罩2前部有穿墻插座安裝孔22，用于放置外部電連接器14，外罩2通過螺釘安裝在底板3上。
[0043]所述箱體I分為底板2和外罩3兩部分，見圖2(a)、圖2 (b)。該羅經(jīng)系統(tǒng)的最大外形384.5X204X 162mm，不包括外部電連接器14和箱體安裝法蘭15的箱體尺寸是365X 170 X 162mm,通過箱體安裝法蘭15上的四個(gè)Φ9通孔、使用四個(gè)M8螺釘進(jìn)行固定，安裝孔間距為205X 188mm，箱體I為長方體形。底板3劃分為兩個(gè)區(qū)域，慣組區(qū)和電路區(qū)，全部為電氣連接，簡化了系統(tǒng)生產(chǎn)、裝配工藝，提高了系統(tǒng)可靠性和可維修性。電路區(qū)加工有2個(gè)矩形電路支架安裝面21和6個(gè)母板安裝面16，電路支架4通過螺釘緊固安裝在電路支架安裝面21上；母板安裝面16用于安裝母板5，為其提供水平基準(zhǔn)。慣組區(qū)加工有IMU安裝面20UMU靠面18、光源前放組件固定孔19，4個(gè)IMU安裝面20成對角形式分布，為光纖陀螺IMU組件8提供水平基準(zhǔn);IMU靠面18為光纖陀螺IMU組件提供垂直基準(zhǔn)；光源前放組件固定孔19用于將陀螺光源前放組件7鎖緊在底板上，減少了光源發(fā)熱對慣性敏感器件的影響。此外，底板3加工有箱體安裝法蘭15和箱體側(cè)靠面17，保證了安裝強(qiáng)度，緊鎖羅經(jīng)系統(tǒng)。
[0044]所述系統(tǒng)電路組件10，包括二次電源板13、導(dǎo)航解算板12、加速度計(jì)Ι/F處理電路板11、陀螺處理電路板303、母板5以及固定各個(gè)電路板的電路支架4。其中，二次電源板13、導(dǎo)航解算板12、加速度計(jì)Ι/F處理電路板11和陀螺處理電路板303具有統(tǒng)一的外形尺寸、結(jié)構(gòu)形式和安裝接口，通過鎖緊條302安裝在電路支架4的滑槽403里，再通過螺釘將安裝法蘭402緊固在底板3的電路支架安裝面21上。電路支架4底部放置母板5，母板5通過電連接器將各個(gè)電路板進(jìn)行電氣連接，實(shí)現(xiàn)供電和通訊。以圖3中的陀螺處理電路板303為例，該電路板的正面覆蓋有導(dǎo)熱盒304，便于熱量導(dǎo)出，反面通過鎖緊條302與電路支架4側(cè)壁固定， 下部安裝CMI96TKW彎插矩形電連接器301與母板5進(jìn)行電氣連接。光纖陀螺電路分為兩部分，敏感環(huán)前放電路與陀螺處理電路板303。敏感環(huán)前放電路板集成在光纖陀螺IMU組件8中，放置于慣組區(qū)，將光路和電路分離，減小了電磁干擾，提高了系統(tǒng)可靠性和可維修性?？紤]到發(fā)熱的問題，陀螺處理電路板303放置于電路區(qū)中，避免其產(chǎn)生的熱量對光纖陀螺敏感環(huán)9和加速度計(jì)6表頭的影響。二次電源板13布置在電路支架4的最前端，用電源蓋進(jìn)行封裝，防止二次電源板13對其它處理電路的干擾，并且緊挨電路支架4有利于二次電源板13產(chǎn)生的熱量發(fā)散到外部環(huán)境。圖4為電路支架4的基本結(jié)構(gòu)圖，該電路支架4是一個(gè)箱型的框架結(jié)構(gòu)，通過底部的固定孔401及安裝法蘭402固定在底板3上，其內(nèi)部加工有滑槽403，用于固定系統(tǒng)電路組件10，同時(shí)將電路的發(fā)熱傳導(dǎo)到外部環(huán)境。
[0045]所述光纖陀螺IMU組件8，見圖5 (a)、圖5 (b)，為三軸一體高精度輕光纖陀螺，包括一個(gè)IMU臺體502，三個(gè)光纖陀螺敏感環(huán)9，三個(gè)加速度計(jì)6，以及一個(gè)固定在底板3上的光源前放組件7，該光纖陀螺IMU組件8通過IMU臺體安裝孔501，用螺釘固定在底板3上。三只光纖陀螺敏感環(huán)9共用一只光源，采用Φ80 μ m細(xì)徑光纖繞制，有效減小了系統(tǒng)的重量和體積。光源前放組件7緊貼底板3固定，加快了光源的散熱，減小了光源產(chǎn)生的熱量對光纖陀螺敏感環(huán)9和加速度計(jì)6的影響。光纖陀螺IMU組件8采用雙層磁屏蔽設(shè)計(jì)，即光纖陀螺敏感環(huán)磁屏蔽結(jié)合慣組區(qū)整體磁屏蔽，有效提高了系統(tǒng)的使用性能。
【權(quán)利要求】
1.一種基于三軸一體高精度光纖陀螺的捷聯(lián)羅經(jīng)系統(tǒng)，其特征在于:它是由箱體、光纖陀螺IMU組件和系統(tǒng)電路組件三大部分組成；箱體用于盛裝和保護(hù)光纖陀螺IMU組件和系統(tǒng)電路組件，分為慣組區(qū)和電路區(qū)；其中，慣組區(qū)用于放置光纖陀螺MU組件，包括三軸一體光纖陀螺，加速度計(jì)，IMU臺體和光源前放組件；電路區(qū)用于放置系統(tǒng)電路組件，包括二次電源板，加速度計(jì)Ι/F處理電路板，導(dǎo)航解算板，陀螺處理電路板和母板；箱體前端有三個(gè)外部電連接器，用于該羅經(jīng)系統(tǒng)供電及通訊；慣組區(qū)和電路區(qū)之間通過外部電連接器完成電氣連接，通過箱體的上蓋及連接螺栓將箱體全部封閉； 所述箱體，分為底板和外罩兩部分；該底板為長矩形平板結(jié)構(gòu)，它最大程度降低加工的難度，用于安裝光纖陀螺MU組件和系統(tǒng)電路組件以及安裝整個(gè)羅經(jīng)系統(tǒng)；底板的上表面加工有用于安裝電路支架、光纖陀螺MU系統(tǒng)組件、母板的安裝凸臺和螺釘孔，底板的下長邊緣均布四個(gè)箱體安裝法蘭，提供了整個(gè)羅經(jīng)系統(tǒng)的水平安裝基準(zhǔn)，在底板的下短邊緣提供了兩個(gè)箱體側(cè)靠面，構(gòu)成了整個(gè)羅經(jīng)系統(tǒng)的定向基準(zhǔn)；該外罩為長方盒體的結(jié)構(gòu)，焊接方式加工成型；在外罩的前部加工有3個(gè)穿墻插座安裝孔，在與底板的接合面部位設(shè)有內(nèi)法蘭，一方面提高整個(gè)外罩的剛度，另外也提供了固定螺釘?shù)募庸の唬瑫r(shí)有利于密封；外罩前部安裝三個(gè)外部電連接器，型號分別是:YMA27S4M1D40、YMA27S12M1D40和YMA27S26M1D40，其圓盤端位于外罩的外部，用于供電和通訊；考慮到系統(tǒng)電路和陀螺之間的電磁干擾現(xiàn)象，電路區(qū)放置在底板前部，該電路區(qū)設(shè)置有電路支架安裝面和母板安裝面，分別用于安裝電路支架和系統(tǒng)母板；底板后部是慣組區(qū)，設(shè)置有MU安裝面、IMU靠面和光源前放組件固定孔安裝面和IMU靠面為安裝光纖陀螺IMU組件提供了水平和垂直安裝基準(zhǔn)，光源前放組件固定孔使光源鎖緊固定在機(jī)箱上；箱體四周均布有安裝法蘭，安裝法蘭上配置定位銷和安裝孔；箱體的前面、上面都加工了密封槽，用于放置密封圈，當(dāng)前面板和頂蓋安裝上去后，起到良好的密封效果；慣組區(qū)與電路區(qū)之間采用電連接器連接，全部電氣連接，簡化了系統(tǒng)生產(chǎn)、裝配工藝，提高了系統(tǒng)可靠性和可維修性； 所述系統(tǒng)電路組件，是指安裝在電路區(qū)中的導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板、母板和二次電源板；導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板通過CMI96TKW彎插矩形電連接器與母板上的CMI96ZJN插座實(shí)現(xiàn)電氣連接并和固定設(shè)置在箱體底部的母板進(jìn)行連接，便于裝配和維修；導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)Ι/F處理電路板、陀螺處理電路板具有統(tǒng)一的外形尺寸、結(jié)構(gòu)形式和安裝接口，外覆導(dǎo)熱盒，利用側(cè)邊的鎖緊條固定在電路支架上；以陀螺處理電路為例，包括了陀螺處理電路板、導(dǎo)熱盒、鎖緊條、CMI96TKW彎插矩形電連接器；母板固定在底板上的安裝凸臺上，其靠近光纖陀螺IMU系統(tǒng)組件的一側(cè)焊接直插式插座J30J-31ZKNP5和J30J-37ZKNP5，用于實(shí)現(xiàn)和光纖陀螺MU系統(tǒng)組件的電氣連接；母板靠近外部電連接器的一側(cè)提供焊盤，焊接艙內(nèi)插頭YMA27T4K1P40、YMA27T12K1P40和YMA27T26K1P40 ;該電路支架是一個(gè)箱型的框架結(jié)構(gòu)，通過底部的固定孔和安裝法蘭固定在底板上，其內(nèi)部加工有滑槽，用于固定上述系統(tǒng)電路組件，同時(shí)將電路的發(fā)熱傳導(dǎo)到外部環(huán)境；從前端開始，各電路板依次為二次電源板、導(dǎo)航解算板、加速度計(jì)I/F處理電路板、陀螺處理電路板，這樣布置有利于系統(tǒng)的組裝，避免了二次電源板產(chǎn)生的熱量對光纖陀螺敏感環(huán)和加速度計(jì)表頭的影響； 所述光纖陀螺IMU組件，采用三軸一體高精度輕小型光纖陀螺，包括一個(gè)IMU臺體，三個(gè)光纖陀螺敏感環(huán)，三個(gè)加速度計(jì)表頭以及一個(gè)固定在底板上的光源前放組件；三只光纖陀螺敏感環(huán)共用同一光源，采用Φ80μπι細(xì)徑光纖繞制，減小了羅經(jīng)系統(tǒng)的重量和體積；陀螺光源通過鎖緊條固定在機(jī)箱側(cè)壁，方便散熱，削弱了光源熱量對光纖陀螺敏感環(huán)和加速度計(jì)表頭的影響；光纖陀螺MU組件采用雙層磁屏蔽設(shè)計(jì)，采用空間對角減振布局的MU臺體有效保證光纖陀螺IMU組件在振動、沖擊條件下具有良好的各向同性動力學(xué)響應(yīng)特征，提1? 了系統(tǒng) 的振動性能。
【文檔編號】G01C21/16GK103604431SQ201310591392
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】晁代宏, 宋來亮, 李治民, 周小紅, 王玨, 張春熹 申請人:北京航空航天大學(xué)