[发明专利]一种光纤陀螺寻北仪

说明书

技术领域

　　本发明涉及惯性导航技术领域，具体涉及一种光纤陀螺寻北仪。

 

背景技术

光纤陀螺寻北仪是一种能在静态下全天候自动指示方位的高精度惯性仪表。它利用光纤陀螺测得的地球自转角速率分量和加速度计测得的陀螺轴向水平误差角，经过解算得到固联于其上的参考轴与真北方向的夹角，从而得到载体的某一固定轴向与北向的夹角。

光纤陀螺寻北仪中，一般有采用二位置法、四位置法和多位置法等寻北方式进行工作，其中采用四位置法原理的寻北仪较为常用，但存在以下缺陷：

1、现有的寻北仪一般采用机械陀螺作为寻北核心部件，但机械陀螺存在可靠性差，寿命短，容易受加速度影响，导致测试精度不够，稳定性不好；

2、现有的寻北仪一般采用单陀螺和双加速度计，转位系统旋转到四个方位后分别采用陀螺和加速度计进行测量，再计算出寻北仪北向角和姿态角的方式进行寻北，由于采用双加速度计，增大了系统的体积，也增加了制造成本；

3、现有的寻北仪一般将支架上的线缆连接到壳体，容易产生缠绕而妨碍支架转动，为此，一般采用防线缆缠绕结构，但带来结构复杂、体积庞大，同时也增加了制造成本；

4、寻北仪的精度与寻北位置的准确性有很大关系，现有寻北仪系统采用光电编码器来确定转位系统的四个位置，保证寻北位置的准确性，但光电编码器存在体积大，价格高的缺陷；同时光电编码器在使用时需要安装在转轴轴心处，故提高了寻北仪装置整体结构设计的难度，最终导致寻北仪具有体积大，成本高的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明首要解决的技术问题是，提供一种可靠性高，体积小的光纤陀螺寻北仪；并进一步使其具有成本低廉的特点。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种光纤陀螺寻北仪，包括基座、传动装置、转轴、分度盘、支架和电缆I，传动装置固定设置在基座上，转轴竖直设置在传动装置上，分度盘固定设置在转轴上，分度盘的盘面与转轴的轴线垂直，所述支架设置有支架底盘和支架体，支架底盘和支架体连为一体，支架体垂直于支架底盘，支架底盘固定在分度盘上；所述支架体固定设置有检测系统和电路板，所述检测系统包括一个加速度计和一个光纤陀螺，所述检测系统用于检测重力加速度和地球自转水平分量，所述电路板用于与加速度计和光纤陀螺进行通信并通过电路板向加速度计和光纤陀螺提供电源；传动装置带动转轴饶转轴的轴线转动，从而带动固定在转轴上的分度盘、固定在分度盘上的支架底盘、与支架底盘连为一体的支架体、固定在支架体上的检测系统和固定在支架体上的电路板一起饶转轴的轴线转动；所述转轴沿其轴线设置有一通孔，所述基座设置有凹孔和基座底面，基座的凹孔的开口背向基座底面，基座设有电缆孔，电缆孔连接基座的凹孔并贯通基座的外部；所述支架底盘设置有凹槽和阶梯通孔，凹槽的开口向支架体，凹槽垂直于阶梯通孔，凹槽与阶梯通孔贯通；所述转轴一端为G端，相对应的另一端为H端，转轴的G端伸入基座的凹孔内，转轴与基座的凹孔同轴线；转轴的H端的端面还设置有缺口，缺口与转轴的通孔贯通，转轴的H端伸入支架底盘的阶梯通孔，转轴的缺口与支架底盘的凹槽贯通；所述电缆I连接在电路板上，电缆I依次经过支架底盘的凹槽、转轴的缺口、转轴的通孔和基座的电缆孔穿出基座。

作为进一步优选方案，本发明的传动装置包括空心杯电机、电机外座、电机底座和轴承部件；空心杯电机设有外圆柱、内孔、上端面和下端面，空心杯电机安装在由电机外座和电机底座组成的圆环形空间，电机外座限制空心杯电机的外圆柱的位置和空心杯电机的上端面的位置，电机底座限制空心杯电机的下端面的位置，电机外座和电机底座通过螺栓固定在基座上；转轴设有环形盲孔、外圆柱和内圆柱，环形盲孔开口朝向转轴的G端；电机底座有一凸起部和轴承孔，该凸起部有外圆柱和顶端面，电机底座的凸起部经过空心杯电机的内孔伸入到转轴的环形盲孔，电机底座的凸起部与转轴的内圆柱形成间隙；电机底座的轴承孔为阶梯通孔，该阶梯通孔有阶梯端面；轴承部件包括轴承组件I和轴承组件II，轴承组件I和轴承组件II均包括若干相同外径和相同内径的轴承，轴承部件的所有轴承的外圈紧固安装在电机底座的轴承孔内，轴承部件的所有轴承的内圈紧固安装在转轴的外圆柱上。