专利名称：光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种寻北仪的微调机构，更特别地说，是指一种适用于光纤陀螺教学 实验寻北仪的微调机构。
背景技术：
地球上某一点处的地理北向为该点子午线的北向切线方向，即地球上该点处水平 面上指向北极点的切线方向。地球表面或地球内或地球上空某一点处某一方向的北向 角是指该方向在该点处水平面上的投影与地理北向的夹角。通过某种方法确定北向角 的过程叫寻北，具备寻北功能的仪器设备叫寻北仪，寻北仪在陆地车辆导航、火炮瞄 准发射、航空航天、航海，地球物理探测、煤矿开采、大地测量、隧道建设、石油探 井等军民领域具有非常广泛的应用前景。
早期一般采用磁寻北(电子罗盘)、陀螺寻北、加速度计寻北、无线电寻北等， 由于机电陀螺等存在启动时间长、与重力加速度有关、有转动部件、抗振动和冲击能 力差等不足，而光纤陀螺具有成本低、可靠性高、性能好、体积小、启动时间短、与 重力加速度无关等优点，光纤陀螺成为寻北装置的首选惯性器件。
随着我国航空航天事业的迅猛发展，作为当代的大学生，应该了解和掌握更多的 航空航天技术。为了使学生更加了解光纤陀螺的工作原理和应用，通过学生实际操作 实验设备达到寻北目的，使学生通过测量测试获得所在位置的纬度和地球自转角速 度，并为了方便学生测量、减小实验环境的建造费用等，本发明人设计了一个基于光 纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构。 发明 内容
本发明的目的是以教学实验演示为基础，把由光纤陀螺为主构成的寻北仪的原理 展示出来，使实验者能够1) 了解光纤陀螺的主要物理原理——Sagnac效应；2) 理解四位置法以及一元线形回归法的原理和消除误差的基本方法；3)通过学生实际操作实验设备以达到寻北目的，同时获得实验室所在讳度和地球自转角速度；4)使 学生更加了解光纤陀螺的工作原理和应用，对光纤陀螺的工作原理有一个基本的认 识，了解调制解调以及闭环工作的基本原理。本发明的适用于光纤陀螺教学实验寻北 仪的微调机构，采用了高分辨率、小尺寸的结构形式，满足寻北仪对微调角度的需要。
本发明的一种光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构，该微调机构包括有指针 (101)、顶丝(102)、支架(103)、轴承支架(104)、轴承支架盖(105)、 A手 柄套(106)、 A手柄杆(107)、 B手柄套(108)、 B手柄杆(109)、 C手柄套(110)、 C手柄杆(111)、D手柄套(112)、D手柄杆(113)、 A轴承(114)、B轴承(115)、 A连接套(116)、托圈(117)、行星减速器(118)、 B连接套(119);
行星减速器(118)主要包括有中心环(181)、固定环(182)、输出环(1S3);
支架(103)为一体加工成型件，支架(103)中心有A通孔(137),该A通 孔(137)用于放置A连接套(116)， A外圆面(131)上开有A螺纹孔(132), 该A螺纹孔(132)用于放置顶丝(102)，支架(103)的B安装面(133)与固 定环(182)连接，支架(103)的C安装面(134)上放置有托圈(117)，该托 圈(117)用于防止中心环(181)从减速器中滑出，支架(103)的A安装面(136) 与轴承支架(104)连接，支架(103)的D安装面(135)与支架(2)的左支撑 板(21)外侧面板连接；
B连接套(119)为一体加工成型件，B连接套(119)的E安装面(193)与 行星减速器(118)的输出环(183)连接，B连接套(119)的外圈(195)和B 连接套(119)的内圈(194)之间设有A凹槽(196)，在B连接套(119)的内 圈(194)上设有B通孔(192)和键槽(191), B通孔(192)内置有转轴(2a) 一端，且通过键与键槽(191)的配合使转轴(2a)卡紧在B通孔(192)内；
轴承支架盖(105)为一体加工成型件，轴承支架盖(105)的F安装面(151) 上开有B凹槽(152) ， B凹槽(152)内通过螺钉安装指针(101);轴承支架盖(105) 的B外圆面(154)上设有四个B螺纹孔，该四个B螺纹孔中分别用于放置A手柄 杆(107)、 B手柄杆(109)、 C手柄杆(111)、 D手柄杆(113)的一端，A手柄 杆(107)、 B手柄杆(109)、 C手柄杆(111)、 D手柄杆(113)的另一端上分别 套接有A手柄套(106)、 B手柄套(108)、 C手柄套(110)、 D手柄套(112);A连接套(116)为一体加工成型件，A连接套(116)的H安装面(163)与 中心环(181)连接，A连接套(116)的G安装面(165)与轴承支架盖(105) 连接，A连接套(116)的D外圆面(162)上套接有B轴承(115) ， A连接套(116) 的C外圆面(161)上套接有A轴承(114), A连接套(116)的D外圆面(162) 与C外圆面(161)之间设有凸缘(164);
轴承支架(104)的A表面(141)上圆周刻有0 360。刻度线。
本发明光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构的优点在于(1)微调机构的尺寸 小、刚性强，便于调整和使用；(2)整体釆用铝合金等轻质材料，总体质量轻；(3) 釆用了 1:100的谐波齿轮减速器，实现寻北时可以达到微调的目的，便于学生操作；
(4)釆用了双层刻度尺和四个手柄，便于观察和便于手动调整，外形迷人。
图l是本发明微调机构与转位组件的装配图。
图2是本发明微调机构的外部结构图。
图2A是本发明微调机构的爆炸结构示图。
图2B是本发明支架的结构图。
图2C是本发明B连接套的结构图。
图2D是本发明轴承支架盖的结构图。
图2E是本发明A连接套的结构图。
图中l.微调组件101.指针102.顶丝103.支架
131.外圆面132.A螺纹孔133.B安装面134.C安装面135.D安装面
136.A安装面137.A通孔104.轴承支架141.A表面105.轴承支架盖
151.F安装面152.B凹槽153.B螺纹孔154.B外圆面106.A手柄套
107.A手柄杆108.B手柄套109.B手柄杆IIO.C手柄套lll.C手柄杆
112.D手柄套113.D手柄杆1H.A轴承115.B轴承116.A连接套
161.C外圆面162.D外圆面163.H安装面164.凸缘165.G安装面
U7.托圏118.行星减速器181.中心环182.固定环183.输出环
119.B连接套191.键槽192，B通孔193.E安装面194.内圈
195.外圈196.A凹槽2.支架2&.转轴21.左支撑板
22.右支撑板23.左轴承组件24.右轴承组件25.底板
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
光纤陀螺教学实验寻北仪由微调机构、转位机构、光纤陀螺组成，转位机构中至
少有支架2，转轴2a。支架2上有左支撑板21、右支撑板22、底板25,左轴承组 件23安装在左支撑板21上的通孔内，右轴承组件24安装在右支撑板22上的通孔 内，转轴2a的一端安装在左轴承组件23上，转轴2a的另一端安装在右轴承组件 24上。在本发明中，仅公开了微调机构的具体结构，该微调机构1安装在支架2的 左支撑板21上端的外侧面板上，且微调机构1的B连接套119的B通孔192内套 接有转轴2a。
请参见图1、图2、图2A 图2E所示，本发明是一种适用于光纤陀螺教学实 验寻北仪的微调机构，该微调机构包括有指针101、顶丝102、支架103、轴承支 架104、轴承支架盖105、 A手柄套106、 A手柄杆107、 B手柄套108、 B手柄 杆109、 C手柄套110、 C手柄杆111、 D手柄套112、 D手柄杆113、 A轴承114、 B轴承115、 A连接套116、托圈117、行星减速器118、 B连接套119。
行星减速器118选取速比为1:100的行星减速器，具有体积小、空回小、承载
能力大、噪声小、传动平稳的特点，从而保证了整个微调机构传动时的精度，行星减 速器118主要包括有中心环181、固定环182、输出环183。行星减速器118为外
购器件，在本发明中，不对具体结构进行详细说明，仅以与其产生的连接关系进行说 明。
支架103为一体加工成型件，支架103中心有A通孔137,该A通孔137用 于放置A连接套116，支架103的A外圆面131上开有A螺纹孔132，用于放置 顶丝102，支架103的B安装面133与固定环182连接，支架103的C安装面 134上放置有托圈117，该托圈117用于防止中心环181从减速器中滑出，支架 103的A安装面136与轴承支架104连接，支架103的D安装面135与支架2 的左支撑板21外侧面板连接。
B连接套119为一体加工成型件，B连接套119的E安装面193与行星减速 器118的输出环183连接，B连接套119的外圈195和B连接套119的内圈194 之间设有A凹槽196，该A凹槽196的设计用于减轻B连接套119的自身重量，
7在B连接套119的内圈194上设有B通孔192和键槽191 ， B通孔192内置有转 轴2a，且通过键与键槽191的配合使转轴2a卡紧在B通孔192内，从而实现B 连接套119与转轴2a的一端连接。
轴承支架盖105为一体加工成型件，轴承支架盖105的F安装面151上开有B 凹槽152， B凹槽152内通过螺钉安装指针101;轴承支架盖105的B外圆面154 上设有四个B螺纹孔，该B螺纹孔中分别用于放置A手柄杆107、 B手柄杆109、 C手柄杆111、D手柄杆113的一端，A手柄杆107、B手柄杆109、C手柄杆111、 D手柄杆113的另一端上分别套接有A手柄套106、 B手柄套108、 C手柄套110、 D手柄套112。
A连接套116为一体加工成型件，A连接套116的H安装面163与中心环181 连接，A连接套116的G安装面165与轴承支架盖105连接，A连接套116的D 外圆面162上套接有B轴承115， A连接套116的C外圆面161上套接有A轴承 114， A连接套116的D外圆面162与C外圆面161之间设有凸缘164，该凸缘 164用于固定A轴承114和B轴承115， A轴承114和B轴承115为角接触球轴 承，能承受径向载荷，承受两个方向的轴向载荷，能承受较高的倾覆力矩。
轴承支架104的A表面141上圆周刻有0~360°刻度线。指针101与刻度线 的配合便于准确计算所转角度。
本发明的微调机构具有转动均匀、稳定、精密、刚度高的作用，在转轴2a (转 轴2a安装在支架2上)的转动可使微调机构匀速圆周运动，具有预应力结构和热对 称结构以减轻振动和变温环境下的部件的变形。整个微调机构采用了硬质耐磨材料制 作，其转动精密，使用寿命高，噪音低，工作时对其他部件无影响。
本发明的目的是以教学实验演示为基础，把由光纤陀螺为主构成的寻北仪的原理 展示出来，使实验者能够1) 了解光纤陀螺的主要物理原理——Sagnac效应；2) 理解四位置法以及一元线形回归法的原理和消除误差的基本方法；3)通过学生实际 操作实验设备以达到寻北目的，同时获得实验室所在绊度和地球自转角速度；4)使 学生更加了解光纤陀螺的工作原理和应用，对光纤陀螺的工作原理有一个基本的认 识，了解调制解调以及闭环工作的基本原理。
权利要求
1、一种光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构，其特征在于微调机构包括有指针(101)、顶丝(102)、支架(103)、轴承支架(104)、轴承支架盖(105)、A手柄套(106)、A手柄杆(107)、B手柄套(108)、B手柄杆(109)、C手柄套(110)、C手柄杆(111)、D手柄套(112)、D手柄杆(113)、A轴承(114)、B轴承(115)、A连接套(116)、托圈(117)、行星减速器(118)、B连接套(119)；行星减速器(118)主要包括有中心环(181)、固定环(182)、输出环(183)；支架(103)为一体加工成型件，支架(103)中心有A通孔(137)，该A通孔(137)用于放置A连接套(116)，A外圆面(131)上开有A螺纹孔(132)，该A螺纹孔(132)用于放置顶丝(102)，支架(103)的B安装面(133)与固定环(182)连接，支架(103)的C安装面(134)上放置有托圈(117)，该托圈(117)用于防止中心环(181)从减速器中滑出，支架(103)的A安装面(136)与轴承支架(104)连接，支架(103)的D安装面(135)与支架(2)的左支撑板(21)外侧面板连接；B连接套(119)为一体加工成型件，B连接套(119)的E安装面(193)与行星减速器(118)的输出环(183)连接，B连接套(119)的外圈(195)和B连接套(119)的内圈(194)之间设有A凹槽(196)，在B连接套(119)的内圈(194)上设有B通孔(192)和键槽(191)，B通孔(192)内置有转轴(2a)一端，且通过键与键槽(191)的配合使转轴(2a)卡紧在B通孔(192)内；轴承支架盖(105)为一体加工成型件，轴承支架盖(105)的F安装面(151)上开有B凹槽(152)，B凹槽(152)内通过螺钉安装指针(101)；轴承支架盖(105)的B外圆面(154)上设有四个B螺纹孔，该四个B螺纹孔中分别用于放置A手柄杆(107)、B手柄杆(109)、C手柄杆(111)、D手柄杆(113)的一端，A手柄杆(107)、B手柄杆(109)、C手柄杆(111)、D手柄杆(113)的另一端上分别套接有A手柄套(106)、B手柄套(108)、C手柄套(110)、D手柄套(112)；A连接套(116)为一体加工成型件，A连接套(116)的H安装面(163)与中心环(181)连接，A连接套(116)的G安装面(165)与轴承支架盖(105)连接，A连接套(116)的D外圆面(162)上套接有B轴承(115)，A连接套(116)的C外圆面(161)上套接有A轴承(114)，A连接套(116)的D外圆面(162)与C外圆面(161)之间设有凸缘(164)；轴承支架(104)的A表面(141)上圆周刻有0～360°刻度线。
2、 根据权利要求1所述的光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构，其特征在于行星 减速器(118)选取速比为1:100的行星减速器。
3、 根据权利要求1所述的光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构，其特征在于A轴 承(114)和B轴承(115)为角接触球轴承。
全文摘要
本发明公开了一种光纤陀螺教学实验寻北仪的微调机构，该微调机构包括有指针(101)、顶丝(102)、支架(103)、轴承支架(104)、轴承支架盖(105)、A手柄套(106)、A手柄杆(107)、B手柄套(108)、B手柄杆(109)、C手柄套(110)、C手柄杆(111)、D手柄套(112)、D手柄杆(113)、A轴承(114)、B轴承(115)、A连接套(116)、托圈(117)、行星减速器(118)、B连接套(119)。优点在于(1)微调机构的尺寸小、刚性强，便于调整和使用；(2)整体采用铝合金等轻质材料，总体质量轻；(3)采用了1∶100的谐波齿轮减速器，实现寻北时可以达到微调的目的，便于学生操作；(4)采用了双层刻度尺和四个手柄，便于观察和便于手动调整，外形迷人。
文档编号G01C19/00GK101315735SQ20081011686
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者周海涛, 姜长星, 晞 张, 张春熹, 慧 李, 攀 欧, 峥 王, 董全林, 敏 韩 申请人:北京航空航天大学