[发明专利]用于光纤陀螺无上沿光纤环的脱骨架绕环夹具

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感、光纤陀螺、绕环技术领域，特别适用于体积小、温度条件苛刻的惯导技术应用领域。

背景技术

光纤陀螺是一种用来检测载体运动角速率的传感器，利用光学上的萨格奈克效应与光纤传输原理，克服了机电陀螺与激光陀螺的一系列缺点，具有全固态、可靠性高、动态范围大、频带宽、体积小、振动性能好等优点，被广泛应用于航天、航空、航海、石油勘探等领域。

光纤陀螺作为光机电一体化的传感器，在精度要求越来越高的情况下，振动与温度对性能的影响是不可忽视的。首先，作为敏感元件的光纤线圈，在振动条件下会产生内部应力，同时温度变化也会使内部温度分布不均匀，进而产生非互易性相移，导致陀螺输出误差；其次，光纤线圈的骨架结构也会随着振动条件与温度的变化发生变形，进而挤压到光纤线圈，从而产生误差。因此，对光纤陀螺中是光纤线圈技术进行研究与改进是保证光纤陀螺具有高精度与高稳定性的关键。

目前的光纤线圈结构多是“工”字形结构，上下两边及中间的骨架结构会对光纤线圈产生约束，在振动条件与温度变化时，会对线圈产生挤压现象，同时传导不合理的热流方向，导致光纤线圈内部产生应力、温度场分布不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种无上沿的光纤骨架结构，并针对此骨架结构，提供一种组合式的脱骨架绕环夹具。该光纤骨架结构使光纤线圈的上部无上沿约束，且呈自由状态，在振动与温度变化的条件下不会受到挤压，同时，由于光纤线圈下部与光纤骨架接触，在起到固定支承作用的同时，使温度梯度沿线圈轴线方向分布，由理论分析及实验测试可知，这种光纤线圈的性能优异。将光纤骨架装配到组合式的脱骨架绕环夹具中，利用绕环夹具的约束形成“工”字形结构，以便绕环操作，在绕环操作完成后，将绕环夹具卸掉，从而完成无上沿约束的光纤环。

本发明的一种用于光纤陀螺无上沿光纤环的脱骨架绕环夹具，其由绕环A夹具(1)、绕环B夹具(2)、圆环(3)、光纤环(4)、脱架环(5)组成，圆环(3)安装在绕环B夹具(2)的端面(2b)的外圆环上；脱架环(5)套装在圆环(3)内，且安装在绕环B夹具(2)的D凸台(21)上；光纤环(4)的一端与脱架环(5)的A端面(5a)接触，光纤环(4)的另一端与绕环A夹具(1)的B凹腔(11)接触；绕环A夹具(1)与绕环B夹具(2)通过螺钉连接。

光纤环(4)由光纤线圈(41)和光纤骨架(42)构成，光纤骨架(42)为一体加工成型件；在光纤骨架(42)的骨架B端面(402)的四周对称开有A弧形三角孔(421)、B弧形三角孔(422)、C弧形三角孔(423)、D弧形三角孔(424)，且A弧形三角孔(421)、B弧形三角孔(422)、C弧形三角孔(423)、D弧形三角孔(424)将骨架B端面(402)切割形成十字梁(405)；骨架B端面(402)设有凹长槽(425)；在十字梁(405)上开有A螺纹孔(431)、B螺纹孔(432)、C螺纹孔(433)、D螺纹孔(434)、E螺纹孔(435)，其中A螺纹孔(431)设置在E凸耳(415)上，B螺纹孔(432)设置在F凸耳(416)上；在光纤骨架(42)的绕纤柱(403)的内壁(404)上均匀设置有A凸耳(411)、B凸耳(412)、C凸耳(413)、D凸耳(414)；A凸耳(411)与十字梁(405)的内侧面接合处设有E凸耳(415)；B凸耳(412)与十字梁(405)的内侧面接合处设有F凸耳(416)；A凸耳(411)、B凸耳(412)、C凸耳(413)、D凸耳(414)上分别开有A光孔(417)、B光孔(418)、C光孔(419)、D光孔(420)；

脱架环(5)的A端面(5a)的中心设有凹腔(51)，凹腔(51)内均匀分布有四个光孔、四个沉头孔，四个光孔是指E光孔(501)、F光孔(502)、G光孔(503)、H光孔(504)，四个沉头孔是指E沉头孔(521)、F沉头孔(522)、G沉头孔(523)、H沉头孔(524)，脱架环(5)的B端面(5b)上设有A凸台(52)、B凸台(53)；

绕环A夹具(1)的中心设有A轴孔(1a)，绕环A夹具(1)的端面(1b)的中心设有B凹腔(11)，B凹腔(11)内设有C凸台(12)，C凸台(12)的四周均匀设有I光孔(101)、J光孔(102)、K光孔(103)、L光孔(104)；