專(zhuān)利名稱(chēng)：小型化光纖慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量和導(dǎo)航領(lǐng)域，特別是一種小型化光纖慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
隨著飛航導(dǎo)彈、宇航航天、火箭衛(wèi)星、潛艇艦船以及石油鉆探測(cè)量等軍民產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，對(duì)慣性導(dǎo)航測(cè)量技術(shù)的需求越來(lái)越廣泛，技術(shù)性能要求越來(lái)越多樣化，體積、重量 要求越來(lái)越小，集成化、小型化、微型化的慣組設(shè)計(jì)成為必然，而小型化的光纖慣組正是根 據(jù)這一需求設(shè)計(jì)。慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)“慣組”)可以說(shuō)是導(dǎo)彈、火箭、艦船等智能系統(tǒng)的大腦， 它的性能決定了產(chǎn)品的整體性能。目前一般使用的慣組包括本體、電子箱和二次電源等；本 體上一般包含陀螺和加速度計(jì)等敏感器件，對(duì)于不同精度等級(jí)的慣組本體，陀螺的精度要 求不一樣，體積差異也較大，一般選用繞性陀螺和石英撓性加速度計(jì)等作為敏感器件；電子 箱內(nèi)配置I/F變換和計(jì)算機(jī)及溫控電路等；二次電源提供系統(tǒng)所需的電源，三者之間通過(guò) 電纜進(jìn)行連接組成一個(gè)慣組系統(tǒng)，該系統(tǒng)的體積通常龐大，占用空間大，質(zhì)量重。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種將無(wú)骨架的光纖陀螺和小型化石英撓性加速度計(jì) 作為慣組的敏感器件，將電源板、計(jì)算機(jī)板及控制板和光源板等集成安裝在本體上，保證產(chǎn) 品體積小、重量輕、對(duì)外接口簡(jiǎn)單，并具有很高的抗振動(dòng)、沖擊等環(huán)境適應(yīng)能力，系統(tǒng)精度適 中，滿(mǎn)足多用途場(chǎng)所的小型化光纖慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)(X向 光纖環(huán)、Y向光纖環(huán)、Z向光纖環(huán))、三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)、用于安裝各光學(xué)器件并 根據(jù)光纖陀螺需求設(shè)計(jì)了完整光路的本體、光源板、主板、I/F變換板、計(jì)算機(jī)板、耦合器、Y 波導(dǎo)、光源、外罩，以及對(duì)外接口的電纜插頭，其特點(diǎn)是三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖 環(huán)的結(jié)構(gòu)采用嵌套的結(jié)構(gòu)形式；將I/F變換板、計(jì)算機(jī)板安裝在本體上面；將光源部分與本 體集成在一起；三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)安裝在本體三個(gè)正交的基準(zhǔn)位置，與三個(gè)無(wú) 骨架光纖環(huán)位置相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型小型化慣組結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，精度適中，同時(shí)具有較好的環(huán)境 適應(yīng)能力，能承受類(lèi)似產(chǎn)品所承受的各種環(huán)境試驗(yàn)要求，可廣泛應(yīng)用于軍民產(chǎn)品的各領(lǐng)域。

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖I。圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖II。圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)布局立面圖I。圖4為本實(shí)用新型組結(jié)構(gòu)布局立面圖II。圖5為本實(shí)用新型無(wú)骨架環(huán)體布置示意圖。[0012]圖中1-I/F變換板、2-計(jì)算機(jī)板、3-外罩、4-電纜卡箍、5_外接電纜、6_本體、7、 2X2光纖耦合器、8-壓板、9-無(wú)骨架光纖環(huán)、10-陀螺主板、11-1X3光纖耦合器、12. -Y波 導(dǎo)、13-SLD光源、14-光源驅(qū)動(dòng)板、15-石英撓性加速度計(jì)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實(shí)用新型包括三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)(X向光纖環(huán)、Y向光纖環(huán)、 Z向光纖環(huán))、三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)、用于安裝各光學(xué)器件并根據(jù)光纖陀螺需求設(shè) 計(jì)了完整光路的本體、光源板、主板、I/F變換板、計(jì)算機(jī)板、耦合器、Y波導(dǎo)、光源、外罩，以 及對(duì)外接口的電纜插頭。其中，三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種全 新的設(shè)計(jì)思路，首次采用嵌套的結(jié)構(gòu)形式，大大節(jié)省結(jié)構(gòu)空間和結(jié)構(gòu)質(zhì)量；將I/F變換板、 計(jì)算機(jī)板安裝在本體上面的結(jié)構(gòu)充分利用了本體上的結(jié)構(gòu)空間，減少了中間環(huán)節(jié)和相互的 連接電纜，同樣減少了不必要的結(jié)構(gòu)件，降低了產(chǎn)品重量，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊，空間利 用率高；而集成一體的光路設(shè)計(jì)和高度集成的結(jié)構(gòu)布局 ，將光源部分與本體集成在一起，縮 短了光纖連接的路徑，有利于光源尾纖與各光學(xué)器件尾纖的熔接；合理的光學(xué)器件的布局 更有利于光纖的盤(pán)繞，對(duì)光纖陀螺的精度的保證和提高有很大幫助，更有利于慣組系統(tǒng)的 精度的保證和提高；三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)安裝在本體三個(gè)正交的基準(zhǔn)位置，與三 個(gè)無(wú)骨架光纖環(huán)位置相對(duì)應(yīng)，充分利用了結(jié)構(gòu)空間，保證了慣組的測(cè)量基準(zhǔn)統(tǒng)一，有利于提 高慣組的精度穩(wěn)定性和測(cè)量準(zhǔn)確性。將本實(shí)用新型安裝在自動(dòng)魚(yú)雷、導(dǎo)彈或高速列車(chē)等運(yùn)動(dòng)載體基座上，運(yùn)動(dòng)載體啟 動(dòng)時(shí)該裝置同步開(kāi)始工作。本實(shí)用新型的工作原理是光纖慣組中的三軸光纖陀螺利用 Sagnac效應(yīng)敏感載體三個(gè)軸向的角速度——首先由序號(hào)14的光源驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)序號(hào)13的 SLD光源發(fā)出一束光通過(guò)序號(hào)11的1X3光纖耦合器分成三束光，每一束光分別經(jīng)過(guò)所在光 纖環(huán)配套的序號(hào)7的2 X 2光纖耦合器和序號(hào)12的Y波導(dǎo)分成兩束光后，從序號(hào)9的無(wú)骨架 光纖環(huán)兩端耦合入光纖環(huán)，沿相反方向繞光纖環(huán)運(yùn)行后射出，并產(chǎn)生干涉；當(dāng)光纖環(huán)處于靜 止時(shí)，兩束光的光程差為零，當(dāng)光纖環(huán)以角速率ω旋轉(zhuǎn)時(shí)，則產(chǎn)生Sagnac效應(yīng)，兩束光的光 程差不為零，序號(hào)10陀螺主板上的光電探測(cè)器將輸出的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并輸出。光纖 慣組中的三個(gè)正交安裝的序號(hào)15石英撓性加速度計(jì)敏感運(yùn)動(dòng)載體三個(gè)軸向視加速度，其 輸出的直流電流信號(hào)經(jīng)過(guò)序號(hào)1的I/F變換板轉(zhuǎn)換電路，使石英撓性加速度計(jì)形成閉環(huán)工 作的同時(shí)，將其輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)；上述電信號(hào)再通過(guò)序號(hào)2的計(jì)算機(jī)板進(jìn) 行解算，最終通過(guò)序號(hào)5的外接電纜向外輸出該運(yùn)動(dòng)載體的即時(shí)方位、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)姿態(tài) 等參數(shù)，通過(guò)運(yùn)動(dòng)載體上的主計(jì)算機(jī)的控制達(dá)到對(duì)運(yùn)動(dòng)載體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的測(cè)量、導(dǎo)航的目的。本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求一種小型化光纖慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置，包括三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)、三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)、用于安裝各光學(xué)器件并根據(jù)光纖陀螺需求設(shè)計(jì)了完整光路的本體、光源板、主板、I/F變換板、計(jì)算機(jī)板、耦合器、Y波導(dǎo)、光源、外罩，以及對(duì)外接口的電纜插頭，其特征在于三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)的結(jié)構(gòu)采用嵌套的結(jié)構(gòu)形式；將I/F變換板、計(jì)算機(jī)板安裝在本體上面；將光源部分與本體集成在一起；三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)安裝在本體三個(gè)正交的基準(zhǔn)位置，與三個(gè)無(wú)骨架光纖環(huán)位置相對(duì)應(yīng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種小型化光纖慣性導(dǎo)航測(cè)量裝置，包括三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)、三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)、本體、光源板、主板、I/F變換板、計(jì)算機(jī)板、耦合器、Y波導(dǎo)、光源、外罩，以及對(duì)外接口的電纜插頭，其特點(diǎn)是三個(gè)相互正交并嵌套的無(wú)骨架光纖環(huán)的結(jié)構(gòu)采用嵌套的結(jié)構(gòu)形式；將I/F變換板、計(jì)算機(jī)板安裝在本體上面；將光源部分與本體集成在一起；三個(gè)小型化石英撓性加速度計(jì)安裝在本體三個(gè)正交的基準(zhǔn)位置，與三個(gè)無(wú)骨架光纖環(huán)位置相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型小型化慣組結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，精度適中，同時(shí)具有較好的環(huán)境適應(yīng)能力，能承受類(lèi)似產(chǎn)品所承受的各種環(huán)境試驗(yàn)要求，可廣泛應(yīng)用于軍民產(chǎn)品的各領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01C19/64GK201569441SQ200920227409
公開(kāi)日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者胡振林 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)紅峰機(jī)械廠