光纤陀螺安装结构的制作方法

本实用新型属于光纤陀螺技术领域，具体涉及一种光纤陀螺安装结构。

背景技术：

光纤陀螺作为一种基于萨格奈克(Sagnac)效应的新型角速度传感器，属纯光学、静止性陀螺，从本质摆脱了转子陀螺的范畴，具有无转动部件的全固态结构，可靠性高，抗冲击和抗加速度能力强，启动时间短，动态范围宽，功耗低，体积小，质量轻等优点。随着各项关键技术的成熟，光纤陀螺作为重要的角速率传感器在导弹控制、飞机导航、大地测量等众多领域起着关键作用。

光纤陀螺作为惯性导航器件之一，其精度水平直接决定了导航系统的精度水平。光纤环是光纤陀螺中的核心器件，也是光纤陀螺的传感头，它主要完成旋转角速率转换为萨格奈克相移(Sagnac效应)。目前光纤环主要是将保偏光纤绕制在骨架上形成，但由于光纤与光纤环骨架材料的热膨胀系数不同，会使得光纤环在不同温度下所受的热应力不同，从而使得光纤环在不同温度下保偏能力有差异，严重影响光纤陀螺的温度性能。

全脱骨架光纤环技术可以有效的解决这一问题，然而全脱骨架光纤环的装配又成为新的难题，装配不合理会严重影响光纤陀螺的抗振动性能。目前全脱光纤环的安装多采用一个法兰盘状的U型屏蔽罩将光纤环固定在罩内环槽上，在法兰盘靠近中心的位置留有一圈安装孔，用螺栓将其与基座相连，这样由于光纤环粘贴位置与安装孔处形成悬臂梁结构，在产品的后续试验中振动性能差，进而影响陀螺的精度。

技术实现要素：

针对上述全脱骨架光纤环的装配影响陀螺的精度问题，本实用新型提供一种抗温度性能且抗振动性能的光纤陀螺安装结构。

本实用新型提供的基础方案为：光纤陀螺安装结构，包括基座、呈U型的屏蔽罩和光纤环，屏蔽罩与基座固接，屏蔽罩内表面开设有呈环形的环槽，光纤环固接于环槽内，屏蔽罩外表面沿环向等间隔倾斜设置有若干个伸缩气囊，各个伸缩气囊两端分别与基座和屏蔽罩外表面固接，伸缩气囊内均倾斜设置有复位弹性件，复位弹性件两端分别与基座和屏蔽罩外表面固接；

各个伸缩气囊外表面均固设有多个倾斜设置的波纹带，各个波纹带均呈波纹状，各个波纹带沿伸缩气囊环向等间隔设置，各个波纹带与伸缩气囊之间形成多个空腔，空腔均与伸缩气囊内部连通，各个波纹带的波峰处均开设有通风孔一；屏蔽罩外表面沿环向等间隔开设有通风孔二，通风孔二位于环槽处，通风孔二能与通风孔一正对。

进一步，还包括外罩，屏蔽罩和伸缩气囊均位于外罩内，外罩与基座固接，外罩与基座的竖直高度等于屏蔽罩离基座的竖直高度，外罩顶部的内表面与屏蔽罩滑动连接。

这样设计不仅使得产品外观美观，而且外罩还能对屏蔽罩进行上下限位，进一步提高了光线环的抗振动性能。

进一步，外罩、屏蔽罩和伸缩气囊固定形成供各个光学器件放置的容纳腔。

光纤陀螺仪主要由光源、探测器等有源器件和光纤耦合器、相位调制器等无源器件以及光纤组成，这些光学器件能固定安装于容纳腔内，这样设计能使得各个光学器件都位于外罩内，即各个光学器件均集于一体，具有体积小的优点。

进一步，各个通风孔二的孔朝向均倾斜向下，各个通风孔一的孔朝向均倾斜向上。

通风孔的防尘设计能防止灰尘进入环槽内，使得环槽内环境保持干净，避免光纤的两端接头沾染灰尘后影响光在光纤中的传输。

进一步，各个通风孔二处均固设有过滤灰尘的过滤网。

伸缩气囊有“出气”动作，在这个过程中，灰尘可能会随气体进入到环槽中，这样设计能避免这种现象发生。

复位弹性件与屏蔽罩所成的夹角大于45°，且小于90°。

在使用过程中，屏蔽罩主要是左右的移动，这样设计使得复位弹性件提高了限制屏蔽罩左右移动的能力。

本实用新型的有益效果为：

1.基于复位弹性件倾斜设置，在使用过程中，相比现有技术的结构，即未设置复位弹性件，该设计减小了屏蔽罩左右或上下移动的幅度，提高了屏蔽罩的稳定性；其次，复位弹性件、基座与屏蔽罩构成一个稳定的三角形结构，此设计使得基座与屏蔽罩为一个整体，在受力时，整体代替屏蔽罩单体受力，从而提高了屏蔽罩的抗振动性能；外罩还能对屏蔽罩进行上下限位，进一步提高了光线环的抗振动性能；光纤陀螺仪主要由光源、探测器等有源器件和光纤耦合器、相位调制器等无源器件以及光纤组成，这些光学器件能固定安装于容纳腔内，这样设计能使得各个光学器件都位于外罩内，即各个光学器件均集于一体，具有体积小的优点。

2.在使用过程中，伸缩气囊通过通孔一和通孔二不断“出气”和“吸气”，此设计加强了伸缩气囊内部与环槽空气对流的效果，从而对光纤环进行散热，减小了外界温度变化以及陀螺内部热量对光纤环的影响，从而抑制光纤环热致非互易噪声的影响；通风孔的防尘设计能防止灰尘进入环槽内，使得环槽内环境保持干净，避免光纤的两端接头沾染灰尘后影响光在光纤中的传输。

3.复位弹性件与屏蔽罩的夹角设计，使屏蔽罩在使用过程中主要是左右的移动，使得复位弹性件提高了限制屏蔽罩左右移动的能力。提高光纤环的抗振动性能的技术特征和提高抗温度性能的技术特征具有联动性，即上述中伸缩气囊不断“出气”和“吸气”是基于屏蔽罩的晃动和复位弹性件，因此本方案构思在提高了光纤环抗振动性能的同时，也提高了光纤环的抗高温性能。

附图说明

图1为本实用新型光纤陀螺安装结构实施例一的侧剖图；

图2为本实用新型光纤陀螺安装结构实施例二的俯视图；

图3为本实用新型光纤陀螺安装结构实施例二的侧剖图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：基座1、屏蔽罩2、光纤环3、环槽4、伸缩气囊5、复位弹簧6、波纹带7、通风孔一8、螺钉9、外罩10。

实施例一

如图1所示，光纤陀螺安装结构，包括基座1、位于基座1上方的屏蔽罩2以及光纤环3，屏蔽罩2呈U型，屏蔽罩2与基座1固接，固接的具体方式为螺钉9将屏蔽罩2和基座1固定，屏蔽罩2内表面沿环向开设有环形的环槽4，光纤环3位于环槽4内，且光纤环3与环槽4内侧壁粘接。

屏蔽罩2外表面延环向等间隔倾斜设置有可折叠的伸缩气囊5，伸缩气囊5两端分别与屏蔽罩2和基座1粘接，伸缩气囊5的倾斜度只要满足以下条件均可：所述夹角大于45°且小于90°，其次，伸缩气囊5与屏蔽罩2粘接处需在环槽4上方；本实施例以伸缩气囊5与屏蔽罩2所成夹角为60°为例。

伸缩气囊5内倾斜设置有复位弹簧6，复位弹簧6与屏蔽罩2所成夹角也为60°，复位弹簧6两端分别与屏蔽罩2和基座1焊接。

伸缩气囊5外表面覆盖有呈波纹状的波纹带7，波纹带7与伸缩气囊5固定形成空腔，空腔与伸缩气囊5内部连通，且波纹带7的波峰处均开设有通风孔一8，各个通风孔一8的孔朝向均倾斜向上，如图1所示，波纹带7与伸缩气囊5的结构。

屏蔽罩2外表面沿环向等间隔开设有通风孔二，各个通风孔二的孔朝向均倾斜向下，通风孔二位于环槽4处，在伸缩气囊5被压缩时，依靠通孔一8和通孔二，伸缩气囊5内部的气体能流入环槽4内；在伸缩气囊5被拉伸时，依靠通孔二和通孔一8，环槽4内的气体能流入伸缩气囊5内；通风孔二处固设有过滤灰尘的过滤网。

具体实施过程如下：

在使用光纤陀螺仪过程中，在各个复位弹簧6作用下，屏蔽罩2左右移动的幅度减小，从而提高光纤环3抗振动性能；复位弹簧6在拉伸过程中，环槽4内的气体依次经过通风孔二和通风孔一8进入伸缩气囊5内部，即伸缩气囊5处于“吸气”状态；复位弹簧6在压缩过程中，伸缩气囊5内部的气体依次经过通风孔一8和通风孔二进入环槽4内，即伸缩气囊5处于“出气”状态；伸缩气囊5的“吸气”和“出气”，使得伸缩气囊5内部和环槽4内形成空气对流，从而对光纤环3进行散热。

实施例二

如图2所示，还包括外罩10，屏蔽罩2和伸缩气囊5均位于外罩10内，外罩10与基座1固接，固接的具体方式也采用螺钉9固定，即螺钉9将外罩10和基座1固定；如图3所示，外罩10顶部内表面与屏蔽罩2滑动连接，滑动连接的具体方式为：外罩10顶部内表面与屏蔽罩2之间固设有润滑层。这样使得产品外观美观，而且外罩10还能对屏蔽罩2进行上下限位，进一步提高了光线环的抗振动性能。

外罩10、基座1以及屏蔽罩2固定形成多个供光学器件放置的容纳腔，光学器件有光源、探测器等有源器件和光纤耦合器、相位调制器等无源器件。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。