具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬制導(dǎo)與控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的測量彈體姿態(tài)角是采用低成本轉(zhuǎn)子式陀螺，該陀螺是具有三自由度的自由陀螺，通過電位計輸出直流電壓信號。陀螺總體結(jié)構(gòu)由陀螺電機、帶鎖定片的內(nèi)環(huán)和外環(huán)、內(nèi)三環(huán)導(dǎo)電環(huán)、外四環(huán)導(dǎo)電環(huán)、電刷座組件等部分組成。以58000r/min速度高速旋轉(zhuǎn)的陀螺電機，安裝在內(nèi)環(huán)的中心部位，產(chǎn)生陀螺所需要的較大角動量，構(gòu)成一個三自由度的陀螺，陀螺主軸相對于慣性空間保持穩(wěn)定，外環(huán)軸為測量軸，通過電位計輸出所測量載體的姿態(tài)角信號。由于陀螺存在產(chǎn)生摩擦力的機電器件，如三環(huán)、四環(huán)輸電裝置和電位計，同時，該自由陀螺的角動量相對較小，因此，該自由陀螺存在原理誤差，即漂移速率較大，內(nèi)環(huán)漂移11° /30S，但針對具體的應(yīng)用環(huán)境而言即與導(dǎo)彈配套，短時間(最多3?5分鐘)工作或一次性使用時，其精度足夠，能與使用環(huán)境相匹配。而對于戰(zhàn)術(shù)武器中應(yīng)用的自由陀螺儀，要求其性能可靠、耐高過載、制造成本低，為了更好地保障被控載體在執(zhí)行任務(wù)全過程中正?？煽康毓ぷ?，因此有必要提出改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:提供一種具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，在被控載體未投入執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)時，采用鎖定解鎖機構(gòu)對陀螺內(nèi)外環(huán)組件進行鎖定，使陀螺的三個軸間保持兩兩互相垂直相交，確保陀螺在解鎖后投入一次性使用和短時工作中，累積誤差最小，保證陀螺工作精度，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，耐高過載，制造成本低。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，具有殼體，所述殼體中部設(shè)有內(nèi)外環(huán)組件和內(nèi)三環(huán)電刷座組件，所述殼體一側(cè)設(shè)有外四環(huán)導(dǎo)電環(huán)和電位計，所述內(nèi)外環(huán)組件的鎖片上設(shè)有錐形鎖定孔，所述殼體一側(cè)設(shè)有與錐形鎖定孔卡合將陀螺內(nèi)外環(huán)鎖定的鎖定解鎖機構(gòu)，所述鎖定解鎖機構(gòu)包括底座，所述底座中部設(shè)有搖臂軸，所述搖臂軸上設(shè)有搖臂裝置，所述搖臂軸一端設(shè)有卡棍，所述搖臂軸一側(cè)的底座上設(shè)有電磁鐵組件和卡片，所述電磁鐵組件一端設(shè)有銜鐵，所述卡片通過大支軸與底座轉(zhuǎn)動連接，所述卡片一端卡入銜鐵上的凹槽內(nèi)，所述卡片另一端與卡棍一端壓接。
[0005]其中，所述搖臂裝置包括搖臂，所述搖臂通過擋棍套接于搖臂軸上，所述搖臂上部設(shè)有與錐形鎖定孔卡合的錐形鎖軸，所述搖臂軸上套接有壓著搖臂轉(zhuǎn)動的平列雙扭簧，所述搖臂軸一端設(shè)有微動開關(guān)。
[0006]進一步地，所述卡片端部通過拉簧與底座連接。
[0007]進一步地，所述搖臂后部的底座上設(shè)有片彈簧。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點:
[0009]1、被控載體未發(fā)射前，鎖定解鎖機構(gòu)上的卡片對卡棍的正壓力繞搖臂軸所產(chǎn)生的力矩克服了平列雙扭簧的扭矩，使搖臂上的錐形鎖軸插入內(nèi)外環(huán)組件鎖片上的錐形鎖定孔中，從而使陀螺內(nèi)外環(huán)處于鎖定狀態(tài)，保證了陀螺內(nèi)環(huán)軸、外環(huán)軸和角動量軸三個軸間兩兩間相互垂直相交，確保陀螺在解鎖后投入一次性使用和短時工作中累積誤差最小，提高陀螺工作精度；
[0010]2、在搖臂后部的底座上設(shè)有瓦形的片彈簧，片彈簧產(chǎn)生的反向遞增彈性力可緩沖搖臂在平列雙扭簧的扭矩作用下轉(zhuǎn)動到接近極限位置時對底座的剛性沖出力，對搖臂和底座具有一定的保護作用；
[0011 ] 3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，耐高過載，制造成本低。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明中鎖定解鎖機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖1-2描述本發(fā)明的實施例。
[0015]具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，如圖1所示，具有殼體1，所述殼體I中部設(shè)有內(nèi)外環(huán)組件2和內(nèi)三環(huán)電刷座組件3，所述殼體I 一側(cè)設(shè)有外四環(huán)導(dǎo)電環(huán)4和電位計，所述內(nèi)外環(huán)組件2的鎖片上設(shè)有錐形鎖定孔5，所述殼體I 一側(cè)設(shè)有與錐形鎖定孔5卡合將陀螺內(nèi)外環(huán)鎖定的鎖定解鎖機構(gòu)，如圖2所示，所述鎖定解鎖機構(gòu)包括底座7，所述底座7中部設(shè)有搖臂軸8，所述搖臂軸8上設(shè)有搖臂裝置，具體的，所述搖臂裝置包括搖臂9，所述搖臂9通過擋棍13套接于搖臂軸8上，所述搖臂9上部設(shè)有與錐形鎖定孔5卡合的錐形鎖軸11，所述搖臂軸8上套接有壓著搖臂9轉(zhuǎn)動的平列雙扭簧12，所述搖臂9后部的底座7上設(shè)有片彈簧10，片彈簧10產(chǎn)生的反向遞增彈性力可緩沖搖臂9在平列雙扭簧12的扭矩作用下轉(zhuǎn)動到接近極限位置時對底座7的剛性沖出力，對搖臂9和底座10具有一定的保護作用，搖臂軸8 一端設(shè)有用于反饋電壓的微動開關(guān)14 ;所述搖臂軸8 一端設(shè)有卡棍15，所述搖臂軸8 一側(cè)的底座7上設(shè)有電磁鐵組件19和卡片17，所述電磁鐵組件19 一端設(shè)有銜鐵20，其中銜鐵20的直徑只有Φ4.5mm大小，要產(chǎn)生7.3N的電磁吸力，其配合間隙為0.02mm，光潔度要求達到鏡面程度；所述卡片17通過大支軸18與底座7轉(zhuǎn)動連接，所述卡片17 —端卡入銜鐵20上的凹槽內(nèi)，所述卡片17另一端與卡棍15 —端壓接，所述卡片17端部通過拉簧16與底座7連接。
[0016]本發(fā)明針對自由陀螺的固有性能即存在摩擦、中低精度和具體的使用環(huán)境，特設(shè)計鎖定解鎖機構(gòu)，在被控載體未投入執(zhí)行任務(wù)狀態(tài)時，鎖定解鎖機構(gòu)上的卡片17對卡棍15施加正壓力，卡棍15通過搖臂軸8帶動搖臂9繞搖臂軸8轉(zhuǎn)動的力矩克服了平列雙扭簧12對搖臂9壓力產(chǎn)生的扭矩，使搖臂9端部的錐形鎖軸11插入內(nèi)外環(huán)組件2鎖片上的錐形鎖定孔5中，使陀螺內(nèi)外環(huán)處于鎖定狀態(tài)，保證自由陀螺內(nèi)環(huán)軸、外環(huán)軸和角動量軸三個軸間兩兩間相互垂直相交，確保陀螺在解鎖后投入一次性使用和短時工作中的精度，有效抑制了陀螺在未投入使用前通電工作所產(chǎn)生的累積漂移量，使累積誤差最小。其中，卡片17以大支軸18為旋轉(zhuǎn)中心，以開口銷做軸向限動，在拉簧16拉力作用下，一方面將電磁鐵組件19上的可動部分即銜鐵20拉出，并使其沿電磁鐵中心線向止動限位，同時使電磁鐵產(chǎn)生一定的工作行程；另一方面還保證了卡片17與卡棍15間的可靠接觸，使卡片17對卡棍15的正壓力繞搖臂軸8所產(chǎn)生的扭矩克服平列雙扭簧12的扭矩，保證了陀螺內(nèi)外環(huán)精確可靠地處于鎖定狀態(tài)。
[0017]在導(dǎo)彈投入使用瞬間，給電磁鐵組件19施加額定直流電壓，電磁鐵組件19對銜鐵20產(chǎn)生足夠大的電磁吸合力7.3N，使卡片17克服拉簧16的拉力將卡棍15釋放，搖臂軸8在平列雙扭簧12的扭矩作用下帶動搖臂9轉(zhuǎn)動，搖臂9端部的錐形鎖軸11從內(nèi)外環(huán)組件2鎖片上的錐形鎖定孔5中拔出，陀螺內(nèi)外環(huán)被解鎖并處于自由狀態(tài)，具有陀螺效應(yīng)，通過安裝在外環(huán)上的電位計輸出彈體的姿態(tài)角信號，控制載體，按預(yù)定軌道飛行。其中，陀螺解鎖后，搖臂9在平列雙扭簧12的扭矩作用下繼續(xù)繞搖臂軸8進行定角度旋轉(zhuǎn)，此時，搖臂9后部的片彈簧10所產(chǎn)生的反向遞增彈性力可緩沖搖臂9在平列雙扭簧12的扭矩作用下轉(zhuǎn)動到接近極限位置時對底座7的剛性沖力，對搖臂9和底座7起到一定的保護作用，同時，底座7的支持力和片彈簧10的彈力所形成的合力與平列雙扭簧12產(chǎn)生的扭力平衡，使搖臂9處于靜止?fàn)顟B(tài)。
[0018]本發(fā)明中的鎖定解鎖機構(gòu)采用機、電、磁一體化設(shè)計理念，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，可達性好，工作可靠，耐高過載，整體性價比高。該自由陀螺大部分零件主要采用沖壓、彎曲、拉伸等工藝形成的薄壁零件，陀螺內(nèi)外環(huán)壁厚僅為0.7?0.8_，主要形位公差，如同軸度、垂直度和位置度一般都在0.005mm以下。其中，鎖定解鎖機構(gòu)是一個空間結(jié)構(gòu)，主要由折彎件組成，折彎件彎曲所形成的角度間關(guān)系多在空間層面上，其尺寸公差和形位公差要求嚴(yán)。本發(fā)明整個結(jié)構(gòu)幾乎沒有用到螺紋、螺釘連接，而是采用膠接、焊接工藝進行二次組合，通過精加工成型，其裝配精度高，適宜于批量生產(chǎn)。另外，由于陀螺所用原材料以板材為主，同時大規(guī)模使用工裝、夾具和模具，其產(chǎn)生成本低，生產(chǎn)效率高。
[0019]上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等效變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，具有殼體(I)，所述殼體(I)中部設(shè)有內(nèi)外環(huán)組件(2)和內(nèi)三環(huán)電刷座組件(3)，所述殼體(I) 一側(cè)設(shè)有外四環(huán)導(dǎo)電環(huán)(4)和電位計，其特征在于:所述內(nèi)外環(huán)組件(2)的鎖片上設(shè)有錐形鎖定孔(5)，所述殼體(I) 一側(cè)設(shè)有與錐形鎖定孔(5)卡合將陀螺內(nèi)外環(huán)鎖定的鎖定解鎖機構(gòu)，所述鎖定解鎖機構(gòu)包括底座(7)，所述底座(7)中部設(shè)有搖臂軸(8)，所述搖臂軸(8)上設(shè)有搖臂裝置，所述搖臂軸(8) —端設(shè)有卡棍(15)，所述搖臂軸(8) —側(cè)的底座(7)上設(shè)有電磁鐵組件(19)和卡片(17)，所述電磁鐵組件(19) 一端設(shè)有銜鐵(20)，所述卡片(17)通過大支軸(18)與底座(7)轉(zhuǎn)動連接，所述卡片(17) —端卡入銜鐵(20)上的凹槽內(nèi)，所述卡片(17)另一端與卡棍(15) —端壓接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，其特征在于:所述搖臂裝置包括搖臂(9)，所述搖臂(9)通過擋棍(13)套接于搖臂軸(8)上，所述搖臂(9)上部設(shè)有與錐形鎖定孔(5)卡合的錐形鎖軸(11)，所述搖臂軸(8)上套接有壓著搖臂(9)轉(zhuǎn)動的平列雙扭簧(12)，所述搖臂軸(8) —端設(shè)有微動開關(guān)(14)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，其特征在于:所述卡片(17)端部通過拉簧(16)與底座(7)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，其特征在于:所述搖臂(9)后部的底座(7)上設(shè)有片彈簧(10)。
【專利摘要】提供一種具有鎖定解鎖機構(gòu)的陀螺，具有殼體，殼體中部設(shè)有內(nèi)外環(huán)組件和內(nèi)三環(huán)電刷座組件，殼體一側(cè)設(shè)有外四環(huán)導(dǎo)電環(huán)和電位計，內(nèi)外環(huán)組件的鎖片上設(shè)有錐形鎖定孔，殼體一側(cè)設(shè)有與錐形鎖定孔卡合將陀螺內(nèi)外環(huán)鎖定的鎖定解鎖機構(gòu)，鎖定解鎖機構(gòu)包括底座，底座中部設(shè)有搖臂軸，搖臂軸上設(shè)有搖臂裝置，搖臂軸一端設(shè)有卡棍，搖臂軸一側(cè)的底座上設(shè)有電磁鐵組件和卡片，電磁鐵組件一端設(shè)有銜鐵，卡片通過大支軸與底座轉(zhuǎn)動連接，卡片一端卡入銜鐵上的凹槽內(nèi)，卡片另一端與卡棍一端壓接。本發(fā)明確保陀螺在解鎖后投入一次性使用和短時工作中累積誤差最小，保證陀螺工作精度，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，耐高過載，制造成本低。
【IPC分類】G01C19/04, G01C19/26
【公開號】CN105203090
【申請?zhí)枴緾N201510684913
【發(fā)明人】李永鋒, 劉小舟, 董晨光, 史慶云, 陳磊江, 張寧, 鄭艷莉, 于宏, 黃慧芬
【申請人】陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年10月21日