[发明专利]一种光纤陀螺的组合定位装置、方法和惯导系统

说明书

本发明涉及一种光纤陀螺的组合定位装置、方法和惯导系统，装置用于连接两光纤陀螺，包括设置在所述光纤陀螺一端的锥形杆，以及设置在另一端的锥形孔，所述锥形杆与所述锥形孔相配合，所述锥形杆表面设有定位件，所述锥形孔的孔壁对应设有定位槽，用于防止所述光纤陀螺转动；两光纤陀螺连接时，一光纤陀螺的锥形杆连接另一光纤陀螺的锥形孔，并将定位件插入对应的定位槽，并且在两光纤陀螺整体的两端施加压紧力，实现两光纤陀螺的相互连接。与现有技术相比，本发明可靠连接三个单轴光纤陀螺，保证安装后三轴垂直正交不能发生改变，具有生产合格率高，标定检测方便，生产一致性高等优点。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺连接应用领域，尤其是涉及一种光纤陀螺的组合定位装置、方法和惯导系统。

背景技术

随着国家对煤炭安全开采提出了国家强制标准，需要对地下钻孔进行准确的定位定向，轨迹测量。煤矿开采企业对直径小于36mm的高精度钻孔轨迹测量系统有着巨大的需求。由于惯导系统需要由三个光纤陀螺加上三个加速度计组成基本的惯性导航系统，在如此小的直径中绕制足够长度的光纤环并达到一定的合格率对生产提出了巨大的挑战。三轴一体光纤惯导由于需要在一个结构中安装三个垂直安装的光纤环，并要安装光源，Y波导，耦合器，光电探测器，陀螺电路板，计算机电路板，加速度计等造成电路走线复杂，信号串扰严重，陀螺精度不易提高，生产工艺复杂，标定需要整体安装完成后才能进行等情况。同时任何一轴光纤陀螺出现故障，则整个惯导需要全部拆解，甚至报废。造成维修周期长，成品率低，生产成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在三轴一体光纤惯导的维修周期长，成品率低，生产成本高的缺陷而提供一种光纤陀螺的组合定位装置、方法和惯导系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种光纤陀螺的组合定位装置，用于连接两光纤陀螺，包括设置在所述光纤陀螺一端的锥形杆，以及设置在另一端的锥形孔，所述锥形杆与所述锥形孔相配合，所述锥形杆表面设有定位件，所述锥形孔的孔壁对应设有定位槽，用于防止所述光纤陀螺转动；

两光纤陀螺连接时，一光纤陀螺的锥形杆连接另一光纤陀螺的锥形孔，并将定位件插入对应的定位槽，并且在两光纤陀螺整体的两端施加压紧力，实现两光纤陀螺的相互连接。

进一步地，所述锥形孔预留有压紧行程空间，所述压紧行程空间具体为，当所述锥形杆与所述锥形孔处于连接状态时，所述锥形杆的顶端与所述锥形孔的底端孔壁间的距离大于零。

进一步地，所述定位件为限位插销。

进一步地，所述定位槽侧壁的内表面与所述定位件侧壁的锥度连接面相配合。

进一步地，所述锥形杆的截面为梯形。

进一步地，所述锥形杆的顶端与其侧面平滑过渡。

进一步地，所述锥形杆与所述光纤陀螺的壳体为一体化结构。

进一步地，所述锥形孔与所述光纤陀螺的壳体为一体化结构。

本发明还提供一种如上所述的一种光纤陀螺的组合定位装置的组合定位方法，包括以下步骤：

光纤陀螺连接步骤：将一光纤陀螺的锥形杆连接另一光纤陀螺的锥形孔，并将定位件插入对应的定位槽，实现两光纤陀螺的相互连接；

光纤陀螺组合步骤：重复执行光纤陀螺连接步骤，在一条直线上，将所有光纤陀螺组合连接，得到光纤陀螺组。

本发明还提供一种基于光纤陀螺的惯导系统，包括加速度计和多个光纤陀螺，所述光纤陀螺连接有如上所述的一种光纤陀螺的组合定位装置，所述光纤陀螺为单轴光纤陀螺，所述惯导系统采用如上所述的方法获取光纤陀螺组，然后基于光纤陀螺组，进行数据连接，组建惯导系统，并在光纤陀螺组的两端施加压紧力。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：