[发明专利]一种基于激光惯导的车载定位定向及自标定装置

权利要求书

1.一种车载定位定向及自标定装置，其特征在于，包括基座、外框旋转机构、中框旋转机构、内框旋转机构、外框锁定机构、中框锁定机构、内框锁定机构和激光惯导；

外框旋转机构安装于基座上，中框旋转机构安装于外框旋转机构内，内框旋转机构安装于中框旋转机构内，三个旋转机构能分别绕各自的旋转轴进行0～360度的旋转，且中框旋转机构的旋转轴垂直于内框旋转机构的旋转轴，外框旋转机构的旋转轴垂直于中框旋转机构的旋转轴；外框锁定机构、中框锁定机构、内框锁定机构分别用于外框旋转机构、中框旋转机构、内框旋转机构的方位锁定；

激光惯导安装于内框锁定机构上，激光惯导包括台体和安装于其上的三个激光陀螺、三个加速度计和一个棱镜，三个激光陀螺相互正交设置，三个加速度计相互正交设置，棱镜斜向布置与三个激光陀螺构成的坐标系的三个方向均形成夹角；所述夹角依据以下原则确定：当棱镜保持水平状态时，使每个相对于棱镜为斜置状态的激光陀螺在由棱镜镜面及其法向确定的空间坐标系中投影的角度分量值相等，并在此条件下取投影角度分量的最大值，误差控制在3°以内。

2.根据权利要求1所述的车载定位定向及自标定装置，其特征在于，所述外框锁定机构、中框锁定机构和内框锁定机构结构形式相同，包括定齿盘、锁紧齿盘、连杆、直线步进电机，定齿盘固定连接对应旋转机构的框架，锁紧齿盘与定齿盘的齿廓为共轭齿廓以保证两者相互啮合；锁紧齿盘通过连杆连接直线步进电机的输出轴；直线步进电机用于提供推力，通过连杆推动锁紧齿盘与定齿盘进行啮合，当到达极限位置电机停止输出，从而实现对旋转机构的锁紧；直线步进电机还用于提供反方向拉力，使锁紧齿盘与定齿盘脱离啮合关系并回到初始位置，从而实现对旋转机构的解锁。

3.根据权利要求2所述的车载定位定向及自标定装置，其特征在于，所述直线步进电机的输出轴末端和连杆末端加装橡胶。

4.根据权利要求1或2或3所述的车载定位定向及自标定装置，其特征在于，所述外框旋转机构、中框旋转机构和内框旋转机构的结构形式相同，包括旋转框架、角接触球轴承和角度传感器，旋转框架的相对边安装有一对角接触球轴承，两角接触球轴承间的连线即为旋转机构的旋转轴；角度传感器安装于旋转框架的侧面；连接角度传感器的导线绕旋转框架边缘走线，到达角接触球轴承处从其中心孔引出。

5.根据权利要求1或2或3所述的车载定位定向及自标定装置，其特征在于，所述内框旋转机构和中框旋转机构的角度传感器为通心轴编码器，外框旋转机构的角度传感器为测角精度约1″的宽温绝对式圆光栅测角系统。