车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置的制作方法

本申请涉及导航与测量技术领域，具体而言，涉及一种车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置。

背景技术：

惯性导航设备能够为各种陆用平台提供定位定向功能，被广泛的应用在土地测量、地图测绘、地质勘探、地籍测量、石油钻井定位、管道和电缆铺设、隧道定向、铁路路基测定、森林保护等民用领域和自行火炮、炮兵侦察车、炮兵测地车、射击指挥车、导弹发射车等军事领域，光电观测设备常常与惯性导航设备联合使用，可实现定位、定向、目标观测、信息传递等功能。

光电观测设备常常与惯性导航设备连接安装在一起联合使用时，将惯性导航设备设置于车舱内部，并使光电观测设备传感器部分伸出车外，两者捷联安装。光电观测设备直接使用并传递惯性导航设备提供的航向、姿态、速度和位置信息。但是当设备需要进行维护和修理等原因而拆开时，需重新对光电观测设备的航向和姿态信息进行标定，过程复杂且十分不便；此外振动会降低精密仪器特别是光电观测设备或惯性导航设备的工作精度，光电观测设备与惯性导航设备连接组合后具有重心高、转动转量大的特点，再加上车载振动尤其是gjb150a.16-2009《军用装备实验室环境试验方法-振动试验》有关组合轮式车c3环境具有振动幅值大、低频功率密度集中的特点，使减振具有较大的难度，影响到车载惯性导航设备及光电测量设备集成装置的使用。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置，其能将光电观测设备与惯性惯性导航设备方便的连接，且在维修拆卸时免于标定；集成后能有效减振，可适应gjb150a.16-2009《军用装备实验室环境试验方法-振动试验》有关组合轮式车的振动环境。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置，其包括从下至上依次连接的底部减振装置、惯性导航装置、顶部减振装置，惯性导航装置通过球锁定位机构连接有光电安装支架，光电安装支架连接有光电观测设备；球锁定位机构包括至少两个球锁接收套及与球锁接收套一一对应的球锁导向套和球锁轴，球锁接收套设于惯性导航装置上，球锁导向套设于光电安装支架上，球锁轴用于将对应的球锁接收套和球锁导向套可拆卸地连接。

在一些可选的实施方案中，球锁轴的一端外壁连接有至少两个球头，球锁接收套的内壁设有与球头对应卡接的球槽。

在一些可选的实施方案中，球锁接收套与惯性导航装置连接成一整体，球锁导向套与光电安装支架连接成一整体。

在一些可选的实施方案中，顶部减振装置包括从上到下依次布置的第三框架、第二框架、第一框架，第一框架和惯性导航装置之间连接有多根平行布置的心轴，第一框架被配置成可沿心轴的轴向移动，第一框架的两端和第二框架的两端分别连接有至少一个第一弹簧板，第二框架的两侧和第三框架的两侧分别连接有至少一个第二弹簧板，第一框架和第二框架之间连接有至少一个可沿水平方向伸缩的第一阻尼杆，第二框架和第三框架之间连接有至少一个可沿水平方向伸缩的第二阻尼杆。

在一些可选的实施方案中，第一框架的两端分别设有至少一个第一凸块，第二框架的两端分别设有至少一个第二凸块，第一凸块和第二凸块分别连接有可拆卸的第一卡块和第二卡块，第一弹簧板的两端分别固定于第一凸块和对应的第一卡块之间及第二凸块和对应的第二卡块之间。

在一些可选的实施方案中，第二框架的两端分别设有至少一个第三凸块，第三框架的两端分别设有至少一个第四凸块，第三凸块和第四凸块分别连接有可拆卸的第三卡块和第四卡块，第二弹簧板的两端分别固定于第三凸块和对应的第三卡块之间及第四凸块和对应的第四卡块之间。

在一些可选的实施方案中，第一阻尼杆的伸缩方向垂直于第二阻尼杆的伸缩方向。

在一些可选的实施方案中，第一阻尼杆的伸缩方向垂直于第一弹簧板的表面，第二阻尼杆的伸缩方向垂直于第二弹簧板的表面。

在一些可选的实施方案中，第一框架连接有滑动套设于各个心轴上的轴承。

在一些可选的实施方案中，光电观测设备的底部依次穿过第三框架、第二框架、第一框架后与光电安装支架连接。

本申请的有益效果是：本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置包括从下至上依次连接的底部减振装置、惯性导航装置、顶部减振装置，惯性导航装置通过球锁定位机构连接有光电安装支架，光电安装支架连接有光电观测设备；球锁定位机构包括至少两个球锁接收套及与球锁接收套一一对应的球锁导向套和球锁轴，球锁接收套设于惯性导航装置上，球锁导向套设于光电安装支架上，球锁轴用于将对应的球锁接收套和球锁导向套可拆卸地连接。本申请通过结构集成使光电观测设备可直接使用惯性导航设备提供的航向、姿态和位置信息。光电观测设备易于拆卸和维修，重复定位性能好，在重复拆卸安装后免于标定；实现了对低频振动的被动式隔离，同时解决了重心高、转动惯量大的设备减振问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置的分解结构示意图；

图2为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置的剖视图；

图3为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置中顶部减振装置的剖视图；

图4为沿图3中a-a剖面线的剖视图；

图5为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置中顶部减振装置的第一框架的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置中顶部减振装置的第二框架的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置中光电安装支架、球锁定位机构和过渡板的连接结构示意图；

图8为本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置中下支板、球锁定位机构和过渡板连接时的剖视图。

图中：100、顶部减振装置；110、第一框架；111、第一凸块；112、第一卡块；113、第一连接座；114、轴承座；120、第二框架；121、第二凸块；122、第二卡块；123、第三凸块；124、第三卡块；125、第二连接座；126、第三连接座；130、第三框架；131、第四凸块；132、第四卡块；133、第四连接座；140、过渡板；141、心轴；142、轴承；150、第一弹簧板；160、第二弹簧板；170、第一阻尼杆；180、第二阻尼杆；200、光电安装支架；210、上支板；220、下支板；230、连接板；300、球锁定位机构；310、球锁接收套；311、球槽；320、球锁导向套；330、球锁轴；331、球头；400、光电观测设备；500、惯性导航装置；600、底部减振装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8所示，本申请实施例提供一种车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置，其包括从下至上依次连接的底部减振装置600、惯性导航装置500、顶部减振装置100，惯性导航装置500通过球锁定位机构300连接有光电安装支架200，光电安装支架200的顶部连接有光电观测设备400；其中，底部减振装置600采用的是现有的减振装置，且并不是本申请的重点，因此不再赘述其具体结构。

其中，如图3、图4、图5和图6所示，顶部减振装置包括从上到下依次平行布置的第三框架130、第二框架120、第一框架110；惯性导航装置500的顶部固定连接有过渡板140，第一框架110和过渡板140之间连接有四根平行布置的心轴141，第一框架110分别连接有四个轴承座114，四根心轴141的一端分别与过渡板140的四角连接，另一端分别滑动贯穿第一框架110上的四个轴承座114，四个轴承座114和四根心轴141之间分别设置有轴承142，轴承142为直线轴承；第一框架110的两端和第二框架120的两端分别连接有一个第一弹簧板150，第一框架110的两端分别设有两个第一凸块111，第二框架120的两端分别设有两个第二凸块121，第一凸块111和第二凸块121分别通过螺栓连接有可拆卸的第一卡块112和第二卡块122，两个第一弹簧板150的两端分别固定于两个第一凸块111和对应的第一卡块112之间及两个第二凸块121和对应的第二卡块122之间；第二框架120的两侧和第三框架130的两侧分别连接有一个第二弹簧板160，第二框架120的两端分别设有两个第三凸块123，第三框架130的两端分别设有两个第四凸块131，第三凸块123和第四凸块131分别通过螺栓连接有可拆卸的第三卡块124和第四卡块132，两个第二弹簧板160的两端分别固定于两个第三凸块123和对应的第三卡块124之间及两个第四凸块131和对应的第四卡块132之间；第一弹簧板150、第二弹簧板160均由60si2mn合金制成；第一框架110和第二框架120之间连接有两个平行布置且可沿水平方向伸缩的第一阻尼杆170，第二框架120和第三框架130之间连接有两个平行布置且可沿水平方向伸缩的第二阻尼杆180，第一阻尼杆170的伸缩方向垂直于第二阻尼杆180的伸缩方向，第一阻尼杆170的伸缩方向垂直于第一弹簧板150的表面，第二阻尼杆180的伸缩方向垂直于第二弹簧板160的表面；第一框架110的顶部设有两个与第一阻尼杆170对应的第一连接座113，第二框架120的底部设有两个与第一阻尼杆170对应的第二连接座125，两个第一阻尼杆170的两端分别与两个对应的第一连接座113和第二连接座125连接；第二框架120的内壁设有两个与第二阻尼杆180对应的第三连接座126，第三框架130的底部设有两个与第二阻尼杆180对应的第四连接座133，第二阻尼杆180的两端分别与对应的第三连接座126和第四连接座133连接。

如图7和图8所示，光电安装支架200包括与光电观测设备400连接的上支板210、与过渡板140连接的下支板220及四个两端分别与上支板210和下支板220连接的连接板230，球锁定位机构300包括两个球锁接收套310及两个与球锁接收套310一一对应的球锁导向套320和两个球锁轴330，球锁接收套310设于过渡板140上，球锁导向套320设于下支板220上，球锁轴330的底端外壁连接有沿周向布置的两个半球形的球头331，球锁接收套310的内壁设有与球头331对应卡接的球槽311，球锁轴330穿过对应的球锁导向套320和球锁接收套310后将光电安装支架200和过渡板140可拆卸地定位连接，球锁轴330的外壁设有外螺纹，球锁导向套320和球锁接收套310的内壁设有对应的内螺纹；光电观测设备400的底部依次穿过第三框架130、第二框架120、第一框架110后与光电安装支架200连接。

本申请实施例提供的车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置安装时将底部减振装置600的底部固定于车体上，将惯性导航装置500的底部固定于底部减振装置600的顶部，将顶部减振装置100固定于惯性导航装置500顶部的过渡板140上，将光电安装支架200的下支板220通过球锁定位机构300固定于惯性导航装置500顶部的过渡板140上，将光电观测设备400的底部依次穿过顶部减振装置100的第三框架130、第二框架120、第一框架110后与光电安装支架200的上支板210固定连接，从而完成车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置的安装。

该车载惯性导航设备与光电测量设备集成装置通过设置的底部减振装置600和顶部减振装置100的配合，能够有效的提高惯性导航装置500和光电观测设备400的稳定性和抗振能力；其中，顶部减振装置100的第一框架110可相对于过渡板140连接的四根心轴141的轴向移动，从而使过渡板140和第一框架110之间具有z轴方向的线性自由度，同时可以通过心轴141传递x轴方向和y轴方向上的振动；第一框架110的两端和第二框架120的两端分别连接的第一弹簧板150、第一框架110顶部和第二框架120底部连接的两个第一阻尼杆170组成x向减振系统，能够有效的分散和减缓过渡板140传递的x轴方向的应力，而第一框架110的两侧和第三框架130的两侧分别连接的第二弹簧板160、第二框架120内侧和第三框架130底部连接的两个第二阻尼杆180组成y向减振系统，不仅能够分散过渡板140传递的y轴方向的应力，同时通过x向减振系统和y向减振系统串联形成的整体能够有效的提高整个减振系统的稳定性。

此外，通过光电安装支架200和球锁定位机构300将光电观测设备400与惯性导航装置500和顶部减振装置100连接，一方面能够通过球锁定位机构300对光电观测设备400进行定位，即利用球锁轴330将光电安装支架200的下支板220上的球锁导向套320和惯性导航装置500顶部的过渡板140上的球锁接收套310连接，以定位惯性导航装置500和光电观测设备400的相对位置，在拆下光电观测设备400进行维护和修理后重新安装至惯性导航装置500时，不需要重新对其航向和姿态信息进行标定；同时也能够利用光电安装支架200和顶部减振装置100配合提高光电观测设备400的稳定性，降低车体移动过程中振动对光电观测设备400的影响，保证在车体移动过程中光电观测设备400检测得到的信息的准确性。

在一些可选的实施例中，心轴141的数量还可以为三根、五根、六根或六根以上；可选的，第一框架110的两端和第二框架120的两端还可以分别连接两个、三个、四个或四个以上的第一弹簧板150；可选的，第一框架110的两侧和第二框架120的两侧还可以分别连接两个、三个、四个或四个以上的第二弹簧板160；可选的，第一阻尼杆170的数量还可以为一个、三个、四个或四个以上；在一些可选的实施例中，球锁轴330的外壁还可以不设置外螺纹。在一些可选的实施例中，球头331还可以为球形；可选的，球形的球头331还可以可转动的连接于球锁轴330的外壁。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。