[发明专利]飞行器惯组双轴自标定装置

说明书

技术领域

本发明属于惯性导航领域，具体地指一种飞行器惯组双轴自标定装置。

背景技术

惯性导航系统通常由惯性测量装置、计算机、控制显示器等组成。其中，惯性测量装置包括加速度计和陀螺仪，又称惯性导航组合(简称惯组)。3个自由度陀螺仪用来测量飞行器的3个转动运动；3个加速度计用来测量飞行器的3个平移运动的加速度。捷联式惯性导航系统的结构简单、体积小、维护方便，是通过惯组直接安装在飞行器上以完成制导与导航任务。因此，飞行器惯组是飞行器控制系统的核心，是影响导航精度和使用性能的关键部件。

目前飞行器惯组标定过程复杂，需要将飞行器惯组拆卸后，使用第三方专用测试设备上进行标定测试。测试过程复杂，需要人工进行干预。而现有的陆用、船用惯组的单双轴标定装置，其环境适应能力有限，无法在飞行器上使用。

从公布的资料来看，陆用、船用惯组的单轴或双轴调制装置中很大部分仅限于理论研究，而且这些装置主要存在以下局限性，制约其在飞行器上的应用。第一，单轴调制装置往往无法单独依靠自身轴系的自由度完成惯组全部参数的标定。第二，现有单轴或双轴调制装置的锁紧、松开可靠性要求相对较低，且自动化程度不高。第三，该类装置中，特别是双轴回转装置中走线方式多采用滑环方式，滑道和触点之间存在相对滑动，在飞行器飞行过程的冲击振动环境下无法保证惯组的可靠工作。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种飞行器惯组双轴自标定装置。

为实现上述目的，本发明所设计的飞行器惯组双轴自标定装置，包括环形结构的基座、安装在所述基座上的外框轴系、安装在所述外框轴系上的内框轴系、与所述内框轴系相连的飞行器惯组、以及安装在所述基座上的自动锁紧装置，其特征在于：

所述外框轴系包括外框架，所述外框架的纵向两边分为滑动端和锁紧端，所述外框架的滑动端固定连接有外框轴孔转接支架，所述外框轴孔转接支架内设置有顶升螺母，所述顶升螺母的外周通过轴承组件与基座活动配合；所述外框架的锁紧端设置有外框轴、直齿轮副和定齿盘，所述直齿轮副由相互啮合的大齿轮和小齿轮组成，所述大齿轮套接在外框轴上，所述小齿轮与安装在基座上的外框电机相连，所述定齿盘设置在外框轴的内侧端，所述外框轴的外侧端通过外轴端盖安装在基座上；

所述内框轴系包括安装在飞行器惯组两侧的内框架，所述两侧的内框架上分别设置有内框轴和内框支撑杆，所述内框轴和内框支撑杆分别通过滚动轴承安装在外框架的横向两边；所述内框支撑杆的外侧端与第一蜗轮相连、所述第一蜗轮与第一蜗杆啮合配合，所述第一蜗杆与安装在外框架上的内框驱动电机相连；

所述自动锁紧装置包括通过角接触轴承安装在基座上的复合螺杆，所述复合螺杆的涡轮端与第二蜗杆啮合配合，所述第二蜗杆与安装在基座上的锁紧电机相连，所述复合螺杆的螺杆端与顶升螺母的内螺纹配合，从而驱动顶升螺母在复合螺杆上直线移动；

所述飞行器惯组的纵向两边设置有动齿盘和顶杆，所述动齿盘在锁紧时与所述定齿盘啮合配合，所述顶杆的端面与所述顶升螺母抵接配合。

上述方案中，所述内框轴及其对应的轴孔以及所述基座与所述外框架的锁紧端相对的圆周面上均设置有用于确定其转动位置的红外传感器。这样，内、外框轴系的回转运动的位置反馈采取红外传感器的方式闭环控制。

优选地，所述内框轴上0°、90°、180°、270°四个位置安装有红外传感器的接收端，所述内框轴在对应的轴孔0°位置安装红外传感器的发射端；所述基座与所述外框架的锁紧端相对的圆周面上0°、90°、180°、270°四个位置安装红外传感器的接收端，所述外框架上对应圆周上的0°位置安装红外传感器的发射端。这样，通过不同位置传感器发出的信号来形成内、外框轴系的回转闭环控制。

上述方案中，所述外框架与基座之间设置有限位传感器。这样，在松开和锁紧位置通过安装限位传感器，当锁紧或松开到指定位置时，限位传感器触发形成松开或锁紧位置的闭环控制。

上述方案中，所述自动锁紧装置还包括安装在基座上用于防止锁紧电机反转的电磁锁紧机构，所述第二蜗杆的下端为半圆柱形，所述电磁锁紧机构的电磁控制插销在锁紧时与第二蜗杆的半圆柱形下端紧贴配合。这样，在锁紧后通过电磁锁紧机构将电机轴限制在固定的角度范围内，防止因电机在外力作用下反转导致锁紧失效。

优选地，所述定齿盘通过第二轴向滚珠轴承支撑在外框架上。这样，定齿盘可以带动外框架旋转，而不会随外框架直线运动。

优选地，所述内框轴和外框轴均为可供导线穿过的空心轴。这样，内框到基座之间的电缆采用直接连接而不会产生扭曲和缠绕。