一种激光惯组惯性本体高精度拆装方法与流程

本发明涉及一种激光惯组惯性本体高精度拆装方法，属于惯性导航技术领域。

背景技术：

激光惯导已成功应用于运载火箭、导弹、卫星、飞机、船舶以及其它民用领域，为运载火箭、导弹、卫星、飞机、船舶等提供角速度和视加速度信息，是其关键设备。惯组由重要仪表(陀螺、加表)、本体、箱体、减振器、电子箱、棱镜等组成，惯组重要仪表(陀螺和加表)安装在本体上，本体通过减振器安装在箱体上，棱镜一般安装在箱体上(如图1所示)。

惯组仪表及棱镜安装误差稳定性要求严格，其变化将影响飞行器对准精度、飞行精度。安装误差稳定性一般要求2-3个月期间通过多次标定、瞄准测试仪表及棱镜安装误差，然后统计其方差求得；惯组各种环境试验前后的稳定性通过试验前后标定、瞄准的安装误差结果对比求得。

激光惯组通常应用在航海、航空、航天、远程武器导弹等领域，其在运载、发射、飞行等阶段承受着恶劣的、随机宽频的和多方向性的振动环境。当惯组由于某些原因导致内部器件出现失效，更换内部元器件时，不可避免拆卸本体，导致本体再次安装后仪表输出与前值相差较大。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种激光惯组惯性本体高精度拆装方法，通过电子经纬仪及电子水平仪等测量设备，来达到保证本体重复安装误差不变的目的。

本发明的技术解决方案是：一种激光惯组惯性本体高精度拆装方法，包括如下步骤：

s1，进行拆装之前，先标定激光惯组的一组数据d1；所述激光惯组包括箱体、减振器和本体，所述箱体为一面开口的立方体结构，所述本体位于所述箱体内，通过减振器与箱体弹性连接，所述本体上固定安装激光陀螺和加速度计，所述减振器通过固定螺钉与所述箱体固定连接；所述数据包括激光陀螺之间和加速度计之间的位置误差；

s2，将用于调测本体的调测工装安装到所述本体上；所述调测工装包括连接板、前支架和后支架，所述连接板固定连接在所述本体上表面，所述前支架上和后支架上设有螺纹通孔，并通过调测螺钉穿出所述螺纹通孔与所述箱体开口面抵触接触；松开调测螺钉，使调测螺钉与所述箱体开口面不抵触接触，同时调紧减振器，测量所述本体长轴方向初始不水平度和短轴方向初始不水平度，分别记为a1和a2；

s3，旋入调测螺钉，使调测螺钉与所述箱体开口面抵触接触，然后松开减振器，测量所述本体长轴方向不水平度和短轴方向不水平度，分别记为a3和a4；

s4，拆下所述调测工装和固定螺钉，卸下本体；当需要重新安装本体时，将本体放入所述箱体中，重新将所述调测工装安装到本体上，旋入调测螺钉，使调测螺钉与所述箱体开口面抵触接触，调整调测螺钉使所述本体长轴方向不水平度和短轴方向不水平度分别为a3和a4；

s5，安装固定螺钉，调紧减振器，然后松开调测螺钉，使调测螺钉与所述箱体开口面不抵触接触，观察所述本体长轴方向不水平度和短轴方向不水平度是否为a1和a2；若是，则完成高精度拆装；若不是，则重复步骤s3～s5。

进一步地，所述s4中卸下本体后还包括对所述加速度计或激光陀螺进行调测的操作。

进一步地，所述对加速度计进行调测的方法为：

s31，在加速度计本体的上表面上安装棱体，并在所述本体侧面上安装平面镜，测量所述棱体与平面镜的方位角差值α3；所述棱体为六面体；

s32，拆下加速度计本体后，测量所述棱体正面和侧面的俯仰角，分别记为β3和β4；所述正面为棱体正对着平面镜的面；

s33，更换加速度计后，重新测量所述棱体正面和侧面的俯仰角，分别记为β5和β6；

s34，调整所述加速度计本体使β5和β6一致、β3和β4一致；

s35，将调整好的加速度计本体安装在所述本体上，旋转所述加速度计本体直至所述棱体与平面镜的方位角差值重新变为α3，完成对加速度计的调测。

进一步地，所述s4中调整所述加速度计本体使β5和β6一致、β3和β4一致的方法为：研磨所述加速度计本体的底部安装面。

进一步地，所述对陀螺进行调测的方法为：

s51，由d1得到需要更换的陀螺与其余两个陀螺的俯仰角差值和横滚角差值，分别记为α1和α2；

s52，拆下需要更换的陀螺，在原位置安装新的陀螺；标定一组数据d3，由d3得到新的陀螺与其余两个陀螺的俯仰角差值和横滚角差值，分别记为α3和α4；

s53，拆下新的陀螺，在新的陀螺上表面安装棱体，测量所述棱体正面和侧面的俯仰角；所述棱体为六面体；

s54，调整所述新的陀螺，使棱体正面和侧面的俯仰角往相应方向分别转动α3-α1和α4-α2；

s55，调整后的新的陀螺重新安装至本体上，标定一组数据d4；若d4与d1一致，则完成对陀螺的调测；若d4与d1不一致，则重复s52～s55。

进一步地，所述s54中调整所述新的陀螺的方法为：在所述新的陀螺底部放置相应厚度的垫片，使棱体正面和侧面的俯仰角往相应方向分别转动α3-α1和α4-α2。

进一步地，所述调测螺钉为三个内六角螺钉。

进一步地，所述减振器为8个。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)激光惯组本体的拆装安装误差重复性差，导致拆装前后惯组输出一致性差；本发明实现了加表、陀螺及本体自身的高精度拆装，实现了惯组前后标定的数据一致性。

(2)本发明调测工装采用简单的结构，保证了自身安装误差小，可靠性高，同时与激光惯组本体之间采用三点接触，实现了俯仰、横滚和旋转方向的调节，便于进行人工瞄测。

(3)本发明方法操作简单，将人从现有的繁杂的调整工作中解放出来，仅仅需要几个操作，不仅大大缩短了惯组本体高精度重复装配的时间，更提高了激光惯组的生产率。

附图说明

图1为本发明方法实施流程图；

图2为本发明调测工装结构图；

图3为激光惯组俯视图；

图4为本发明主要结构装置示意图；

图5为本发明加表误差调测示意图；

图6为本发明陀螺误差调测简图。

具体实施方式

下面通过具体实施例详细说明本发明方法技术方案，如图1、3、4所示。

1)本体调测：

本测试前，惯组先标定一组数据，待惯组充分冷却后再进行测试。然后用棉花蘸酒精将惯组安装面、大理石平面擦干净，将惯组平放在大理石平面上，拆除惯组上盖。将本体一致性调整调测工装(如图2)装配到本体上，三个调整用内六角螺钉处于松开状态。电子水平仪开机稳定后，将电子水平仪放置在工装上表面，测量本体长轴方向初始不水平度a1和短轴方向初始不水平度a2。

拧紧装配工装的三个螺钉刚好顶住箱体，保持螺钉不动，松开减振器8个螺钉，用电子水平仪测量本体长轴方向不水平度a3和短轴方向不水平度a4。

完成本体相关工作后，惯组装配，在本体上装配调整调测工装，调整螺钉至本体长轴方向不水平度a3和短轴方向不水平度a4，拧紧减振器螺钉，松开三个调整螺钉，看两个轴向不水平度是否回到a1、a2，调整直到两个轴向回到a1、a2。

标定，根据安装误差比较本体位置，并作相应调整，重新标定，直至合格。

2)加表调测：

若更换加表时不需要拆下加表本体，则可以直接更换加表，不需要调节加表本体的安装位置。

若更换加表时需要拆下加表本体，需在拆下加表本体前先确定加表本体相对于本体的位置关系，具体操作如下：在加表本体上粘上棱体，在本体上粘上平面镜(如图5)，

保证用一个经纬仪可以同时瞄测平面镜和棱体；用经纬仪瞄测出棱体与平面镜的方位角差值α3；拆下加表本体，平放在大理石平台上(固定在一个位置)，用经纬仪瞄测正面和侧面，记下俯仰角β3和β4；更换加表后，将加表本体平放在大理石平台上(与之前位置一致)，用经纬仪瞄测棱体正面和侧面，记下俯仰角β5和β6；若β5和β6与β3和β4偏差较大，则研磨加表本体下的陶瓷垫片，直至β5和β6与β3和β4的偏差达到理想值；将研磨好的加表本体安装在本体上，用经纬仪瞄测棱体和平面镜，旋转加表本体直至棱体与平面镜方位角差值为α3(或接近α3)，即拧紧安装钉。(安装过程中随时观察经纬仪的读数变化，如读数变化，需再次调整加表本体方向)。

若更换的仪表为其余两个加表，调整仪表间误差与上述过程类似。

3)陀螺调测：

若更换的仪表为陀螺x，比对陀螺x相对于其余两个陀螺y、z前后的位置变化，即分别比较dxy与dxz的前后变化，并将变化量转化为角度α1，α2；将本体拆下放置在干净大理石平面上，将x陀螺安装在陀螺测试底板上，并x陀螺上适当位置按照陀螺两个方向粘上棱体(如图6)。

将安装好的陀螺放置在大理石平台上(固定一个位置)，用经纬仪瞄测棱体两方向的俯仰角β1、β2，经纬仪保持不动；拆下x陀螺，在x陀螺安装面处相应位置垫厚度为h的垫片(如偏差角度不大，可以直接研磨陀螺安装底座)，重新装上x陀螺，直到β1转过角度α1，β2转过角度α2。将垫片垫在陀螺下方并安装在本体上。

若更换的仪表为y和z陀螺，调整仪表间误差与上述过程类似。

实施例：

1)本体调测：

本测试前，惯组先标定一组数据d1，待惯组充分冷却后再进行测试。然后用棉花蘸酒精将惯组安装面、大理石平面擦干净，将惯组平放在大理石平面上，拆除惯组上盖。将调整调测工装装配到本体上，三个调整用内六角螺钉处于松开状态。电子水平仪开机稳定后，将电子水平仪放置在工装上表面，测量本体长轴方向初始不水平度a1(324)和短轴方向初始不水平度a2(156)。

拧紧装配工装的三个螺钉刚好顶住箱体，保持螺钉不动，松开减振器8个螺钉，用电子水平仪测量本体长轴方向不水平度a3(300)和短轴方向不水平度a4(180)。

完成本体相关工作后，惯组装配，在本体上装配调整调测工装，调整螺钉至本体长轴方向不水平度a3(300)和短轴方向不水平度a4(180)，拧紧减振器螺钉，松开三个调整螺钉，看两个轴向不水平度是否回到a1(324)、a2(156)，调整直到两个轴向回到a1(324)、a2(156)，误差在15内均可接受。

惯组标定一组数据d2，根据d2与d1的数据比对本体位置的安装误差，若拆装前后本体安装误差一致，则调测结束。若安装误差较大，则重复上述过程调测，重新标定，直至与数据d1比对合格。

2)加表调测：

若更换加表时不需要拆下加表本体，则可以直接更换加表，不需要调节加表本体的安装位置。

若更换加表时需要拆下加表本体，需在拆下加表本体前先确定加表本体相对于本体的位置关系，具体操作如下：在加表本体上粘上棱体，在本体上粘上平面镜(如图3)，

保证用一个经纬仪可以同时瞄测平面镜和棱体；用经纬仪瞄测出棱体与平面镜的方位角差值α3(256″)；拆下加表本体，平放在大理石平台上(固定在一个位置)，用经纬仪瞄测正面和侧面，记下俯仰角β3(89.5625°)和β4(89.6854°)；更换加表后，将加表本体平放在大理石平台上(与之前位置一致)，用经纬仪瞄测棱体正面和侧面，记下俯仰角β5(88.2357°)和β6(88.6583°)；β5和β6与β3和β4偏差较大，则研磨加表本体下的陶瓷垫片，直至β5和β6与β3和β4的偏差小于0.001°；将研磨好的加表本体安装在本体上，用经纬仪瞄测棱体和平面镜，旋转加表本体直至棱体与平面镜方位角差值为α3(256″)(或与α3差值小于10″)，即拧紧安装钉。(安装过程中随时观察经纬仪的读数变化，如读数变化，需再次调整加表本体方向)。

若更换的仪表为其余两个加表，调整仪表间误差与上述过程类似。

3)陀螺调测：

若更换的仪表为陀螺x，原陀螺x相对于其余两个陀螺y、z的位置分别为α1(50″)，α2(60″)；新陀螺x替换原陀螺x后，在本体上相对于其余两个陀螺y、z的位置分别为α3(153″)，α4(175″)将本体拆下放置在干净大理石平面上，将新陀螺x拆下安装在陀螺测试底板上，并在新陀螺x上适当位置按照陀螺两个方向粘上棱体。

将安装在陀螺测试底板上的新陀螺x放置在大理石平台上(固定一个位置)，用经纬仪瞄测棱体两方向的俯仰角β1(89.7568°)、β2(89.8534°)，经纬仪保持不动；拆下新陀螺x，在新陀螺x安装面处相应位置垫合适高度的垫片(如偏差角度不大，可以直接研磨陀螺安装底座)，重新装上x陀螺，直到β1(89.7568°)转过角度α3-α1(103″)，β2(89.8534°)转过角度α4-α2(115″)。将垫片垫在陀螺下方并安装在本体上。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。