[实用新型]一种垂直陀螺

说明书

技术领域

本实用新型涉及惯性导航领域，具体涉及一种垂直陀螺。

背景技术

现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体方位的仪器，它是现代航空、航天、航海和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的国防、工业和其他高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。1976年科学家提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向，但以上陀螺仪都存在体积大，结构复杂，不易操作等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种体积小，结构简单，易于操作，具有自启动能力，转速和频率可以同步，可靠性高的垂直陀螺。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种垂直陀螺，包括三自由度陀螺仪、修正系统及信号传感器，所述三自由度陀螺仪电性连接修正系统及信号传感器，所述三自由度陀螺仪与修正系统设有控制机构；

进一步，所述三自由度陀螺仪包括陀螺转子、内环及外环；从三自由度陀螺到整体结构进行优化设计来减小体积。

进一步，所述修正系统包括摆式敏感元件与力矩执行元件；

所述信号传感器包括发射接收电路、放大比较电路及姿态输出电路。

进一步，所述三自由度陀螺仪陀螺转子采用高磁滞材料制成，此工艺通过对材料的选择可减小陀螺整体的体积，制成后具有自启动能力；其结构简单，容易制造；转速和频率可以同步；可靠性高等特点。

进一步，为了减小陀螺的漂移，以提高它的方向稳定性，减小外加干扰力矩的数值。在轴承上，采用了滚珠轴承并加上润滑剂来减小它的摩擦；将电机的外壳精密加工，使其与转子，外框架的质量和几何中心相重合，使其在精度方面达到千分之一到百分之一毫米的数量级；在转子信号线方面，采用无位置传感器的方法加上导电环的方法，减少了信号线的数量以及摩擦；在测角方面，采用光电编码器实现无摩擦测角。

进一步，所述三自由度陀螺仪的陀螺转子包括陀螺马达及陀螺电动机，所述内环包括内框及陀螺房，所述外环为外框。

进一步，所述修正系统由三极式液体开关与修正机构组成，所述三极式液体开关是在密封的具有一定曲率半径的玻璃管内配置导电液，并留有气泡；电极呈针形且采用抗腐蚀性强的贵重金属制成来提高开关的可靠性；此外，采用了特殊工艺，保证了玻璃管的密封效果，提高了使用寿命。

进一步，所述三自由度陀螺仪与修正系统及控制机构均为双向电性连接。

进一步，所述垂直陀螺，整体结构设计采用机械仿真软件对垂直陀螺各零件进行二维和三维的模型设计，并利用交互式图形环境对零件三维模型进行了组装、分析和动态显示不同模型或同一模型在某一过程变化的能力，提供多种“虚拟样机”设计方案。

进一步，所述三自由度陀螺仪采用外环轴与无人机纵轴平行的安装方式，可以减少横向设计体积。

进一步，所述垂直陀螺的工作温度为：-40℃～+55℃；

垂直精度为：常温不大于0.5°，高低温不大于±1.0°；

工作范围为：俯仰角：±78°(机械限位：±78°)，倾斜角：±78°；

输出精度为：0°时，≤±0.5°，0°～10°时，≤±1.0°，10°～30°时，≤±1.5°，30°～60°时，≤±2.5°；

体积：陀螺外型尺寸(含安装支架)150×110×120(mm)；

重量：垂直陀螺不大于1.5kg。

本实新型具有以下优点：

本实用新型所述的一种垂直陀螺具有体积小、可靠性高、密封性好、使用寿命长，结构简单，易于操作，具有自启动能力，转速和频率可以同步的优点。

附图说明