[发明专利]一种基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转位机构

说明书

技术领域

本发明属于惯性技术领域，尤其涉及一种基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转位机构。

背景技术

地球上某一点处的地理北向为该点子午线的北向切线方向，即地球上该点处水平面上指向北极点的切线方向。地球表面或地球内或地球上空某一点处某一方向的北向角是指该方向在该点处水平面上的投影与地理北向的夹角。通过某种方法确定北向角的过程叫寻北。

寻北仪一般采用磁寻北（电子罗盘）、陀螺寻北、加速度计寻北、无线电寻北等原理设计，光纤陀螺是新一代的惯性器件，具有成本低、可靠性高、性能好、体积小、启动时间短、与重力加速度无关等优点，成为陀螺寻北仪的首选器件。但是，现有寻北仪的机械结构设计比较复杂、体积质量较大，基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转动定位精度不高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转位机构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，一种基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转位机构，它包括：外壳、转动电机、蜗杆、定位盘、锁紧支架、偏心轮、V型槽、锁紧销、零位挡片、锁紧松锁挡片、传动齿轮、锁紧光电传感器、零位光电传感器、松锁光电传感器、蜗轮、锁紧电机。蜗杆和蜗轮均置于外壳内。所述转动电机通过传动齿轮与蜗杆相连，传动蜗轮。蜗轮和定位盘通过中心轴固定，蜗轮的顺时针或逆时针转动带动定位盘的顺时针或逆时针转动；定位盘上具有相隔90度的四个V型槽，在其中两个V型槽间固定一零位挡片；锁紧支架和锁紧销相连，偏心轮置于锁紧支架内，锁紧支架放置在锁紧电机上方，偏心轮与锁紧电机的输出轴相连，锁紧松锁挡片固定在锁紧支架的左侧，同时将锁紧光电传感器和松锁光电传感器固定在外壳上，锁紧光电传感器与锁紧松锁挡片配合实现锁紧到位、松锁光电传感器与锁紧松锁挡片配合实现松锁到位；零位光电传感器固定在外壳上，使得定位盘转动时，零位挡片能顺利通过零位光电传感器。

本发明的有益效果是，本发明基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转位机构使用传动齿轮加蜗轮蜗杆方式，减小了体积和重量，提高了四位置寻北方法的定位精度，加强了光纤陀螺寻北仪在使用过程中的稳定性。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的左视图；

图3为光纤陀螺寻北的方位角控制方法的流程图；

图中，转动电机1、蜗杆2、定位盘3、锁紧支架4、偏心轮5、V型槽6、锁紧销7、零位挡片8、锁紧松锁挡片9、传动齿轮10、锁紧光电传感器11、零位光电传感器12、松锁光电传感器13、蜗轮14、锁紧电机15。

具体实施方式

四位置寻北法的原理是光纤陀螺在相差90度的四个方向上采集地球自转角速率分量，通过计算消除光纤陀螺零偏和漂移趋势，最后解算出光纤陀螺寻北仪基准轴向与北向的夹角。

以四位置法为基础实现寻北功能，需要转位机构带动光纤陀螺准确的旋转到测试的四个位置，需要锁紧定位机构保证测试位置的稳定性和一致性，因此光纤陀螺寻北仪的转位机构需具有准确定位和稳定锁紧功能。本设计基于自主设计的机械结构，采用转动电机传动齿轮加蜗轮蜗杆方式实现转位，采用偏心轮传动锁紧支架及锁紧销实现锁紧。

转位机构使用PWM加H桥的控制方式对转动电机、锁紧电机的转速、转向进行控制，同时，采集转动电机编码器信号并监测光电传感器信号，根据转位机构的位置值实现四个位置的精确定位并锁紧，在四个位置采集光纤陀螺输出数据并按寻北数学解算模型进行寻北解算，得到真北方向。

本发明基于四位置寻北法的光纤陀螺寻北仪转位机构，包括：外壳（图中未示出）、转动电机1、蜗杆2、定位盘3、锁紧支架4、偏心轮5、V型槽6、锁紧销7、零位挡片8、锁紧松锁挡片9、传动齿轮10、锁紧光电传感器11、零位光电传感器12、松锁光电传感器13、蜗轮14、锁紧电机15。