双轴光纤陀螺仪的制作方法

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种双轴光纤陀螺仪。

背景技术：

现代光纤陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。光纤陀螺仪是以光导纤维线圈为基础的敏感元件，由激光二极管发射出的光线朝两个方向沿光导纤维传播。光传播路径的不同，决定了敏感元件的角位移。

在通常的光纤陀螺应用系统中，一般由结构件将2到3个单轴光纤陀螺按坐标轴方向组合在一起，再通过电路和软件来完成设备的角速度信息读取、闭环控制等技术功能。这样的设计一般存在体积大、质量重，结构复杂的问题。随着军民产品的广泛应用，对惯性敏感器技术性能要求越来越多样化，体积、重量要求越来越小，集成化、微小型化的光纤陀螺设计已是必然。因为采用光路、电路上的复用技术，两轴一体设计在制造成本上也存在优势。但两轴一体化光纤陀螺产品存在体积大、制造装配过程复杂、工程化水平低等问题。现有申请号201810392425.x的专利申请一种微型双轴光纤陀螺仪，包括外壳和光纤环支架结构，光纤环支架结构固定在外壳内部；其中：光纤环支架结构为内外嵌式光纤环支架结构，包括：光纤环安装支架、配合安装支架、外嵌光纤环和内嵌光纤环；光纤环安装支架和配合安装支架相互正交，且呈井字型排列；外嵌光纤环和内嵌光纤环相互垂直的设置在井字型结构的内部，且外嵌光纤环的直径

大于内嵌光纤环的直径；井字型结构的四周形成4个l型的安装面；该光纤陀螺仪还包括电路模块、系统光源、耦合器、y波导和共用光源的双轴光纤，双轴光纤分别绕装在外嵌光纤环和内嵌光纤环上，电路模块、系统光源、耦合器和y波导均安装在l型的安装面上。该结构的确解决了双轴陀螺仪小型化的问题，但是该双轴陀螺仪采用的有骨光纤环结构，而且两个光纤环是一大一小的结构，大小环嵌套，两轴之间的零偏稳定性及标度因数均会有差异，产品输出的整体性能只能参考小环的参数，两轴之间标度因数有差异，会影响后期系统配套，容易使数据错乱，从而精度低，存在输出信号不一致、整体性能差，而且屏蔽罩设置在外部，各电路器件还是存在低频磁场对陀螺性能的影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术中存在的不足，本发明在于提供了一种小型化、输出信号一致、整体性能好的双轴光纤陀螺仪。

本发明采用的技术方案是：

双轴光纤陀螺仪，其特征在于：包括本体，所述本体内安装有正交嵌套的内光纤环和外光纤环，所述内光纤环和外光纤环都是椭圆形的大小一致的无骨结构，所述内光纤环和外光纤环外均设有屏蔽罩。本发明采用椭圆形的大小一致的内光纤环和外光纤环正交嵌套，两轴一致，有利于光纤输出一致，提高整体性能，精度高；每个光纤环单独配备屏蔽罩能够有效实现磁屏蔽，有效提升产品环境的适应性。

进一步，所述内光纤环和外光纤环均粘接于相应的屏蔽罩内。

进一步，所述屏蔽罩包括上盖和下盖，所述上盖和下盖之间通过开槽圆柱头轴位螺钉固定连接，可以保证内光纤环和外光纤环安装后的轴位一致。

进一步，所述屏蔽罩通过开槽圆柱头轴位螺钉与本体固定连接。

进一步，所述本体内开设有用于安装嵌套的内光纤环和外光纤环的十字型通槽。

进一步，所述本体的下部开设有光纤走线的凹槽。

进一步，所述十字型通槽的底部安装有支撑光纤的光纤衬块，所述光纤衬块的侧面开设有走线槽，所述走线槽与凹槽连通。

进一步，所述本体在十字型通槽的周围设置有多个用于安装双轴光纤陀螺仪其他模块的安装面。

本发明的有益效果：

1、采用两轴椭圆型无骨光纤环设计，能够有效实现嵌套正交且两轴一致。采用了正交嵌套内外光纤环设计，有效解决了双轴陀螺的小型化问题，并且能够有效减少制造成本，提高工程化能力。

2、每个光纤环单独配备屏蔽罩能够有效实现磁屏蔽，有效提升产品环境的适应性。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的仰视部分结构剖视示意图。

图3是本发明的俯视结构剖视示意图。

图4是本发明的本体的立体结构示意图。

图5是本发明的内外光纤环正交嵌套结构示意图。

图中：1、本体，2、外环屏蔽罩上盖，3、外环屏蔽罩下盖，4、内环屏蔽罩上盖，5、内环屏蔽罩下盖，6、十字型通槽，7、开槽圆柱头轴位螺钉m3x4，8、开槽圆柱头轴位螺钉m3x15，9、椭圆光纤环，10、凹槽，11、光纤衬块，12、光纤衬块，13、安装面。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，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。

双轴一体化光纤陀螺仪方案选用光源共用方案，信号处理采用并行工作方式。陀螺采用模块化设计，系统光路采用一个光源、两个探测器、三个耦合器、两个相位调制器、两个光纤环，来获取两个方向的传感信号，每个陀螺的工作特性与两个单轴陀螺基本相同。系统信号处理由两套信号检测与控制电路分别对两个轴进行处理。探测器输出的调制信号经预处理后进入信号处理通路，以形成相应轴的误差信号。信号处理部分由前置放大电路、a/d转换电路、数字信号处理电路、d/a转换电路、调制器驱动电路等组成，完成光干涉信号的采集、处理和传输。其中数字信号处理电路是全部电路的关键部分，负责信号解调、信号滤波、闭环反馈、时序控制和角速度输出等功能。

参见图1-5，本实施例提供了双轴光纤陀螺仪，包括本体1，所述本体1内安装有正交嵌套的内光纤环和外光纤环，所述内光纤环和外光纤环均是采用椭圆形的大小一致的无骨结构的光纤环9，所述内光纤环和外光纤环外均设有屏蔽罩，所述内光纤环和外光纤环均粘接于相应的屏蔽罩内。本发明采用椭圆形的大小一致的内光纤环和外光纤环正交嵌套，两轴一致，有利于光纤输出一致，提高整体性能，精度高；每个光纤环单独配备屏蔽罩能够有效实现磁屏蔽，有效提升产品环境的适应性。

本实施例所述屏蔽罩包括上盖和下盖，所述上盖和下盖之间通过开槽圆柱头轴位螺钉固定连接，可以保证内光纤环和外光纤环安装后的轴位一致。具体的，外环屏蔽罩包括外环屏蔽罩上盖2和外环屏蔽罩下盖3，外光纤环粘接于外环屏蔽罩下盖3后，外环屏蔽罩上盖2和外环屏蔽罩下盖3通过开槽圆柱头轴位螺钉7固定连接；同样的，内环屏蔽罩包括内环屏蔽罩上盖4和内环屏蔽罩下盖5，内光纤环粘接于内环屏蔽罩下盖5后，内环屏蔽罩上盖4和内环屏蔽罩下盖5通过开槽圆柱头轴位螺钉7固定连接；开槽圆柱头轴位螺钉7型号为开槽圆柱头轴位螺钉m3x4。所述屏蔽罩通过开槽圆柱头轴位螺钉8与本体1固定连接，开槽圆柱头轴位螺钉8型号为开槽圆柱头轴位螺钉m3x15。

本实施例所述本体1内开设有用于安装嵌套的内光纤环和外光纤环的十字型通槽6。所述本体在十字型通槽6的周围设置有4个用于安装双轴光纤陀螺仪其他模块的安装面13。其中两个安装面13上均开设有用于安装耦合器、y波导的安装槽，这两个安装面上还安装有信号检测与控制电路，另外两个安装面上分别用于固定安装光源和光源驱动电路。所述本体1的下部开设有光纤走线的凹槽10。所述十字型通槽6的底部安装有两个支撑光纤的光纤衬块11、12，所述光纤衬块11、12的侧面开设有走线槽，所述走线槽与凹槽10连通。

本发明安装时，先将两个椭圆形的光纤环安装于相应的屏蔽罩内，然后将外环屏蔽罩插入十字型通槽6后通过开槽圆柱头轴位螺钉8与本体固定连接，再将内环屏蔽罩插入十字型通槽6并嵌套安装于外环屏蔽罩内后通过开槽圆柱头轴位螺钉8与本体固定连接，这样就保证了外环屏蔽罩和内环屏蔽罩正交嵌套安装，两轴一致，参数一致，有利于光纤输出一致，提高整体性能，精度高；每个光纤环单独配备屏蔽罩能够有效实现磁屏蔽，有效提升产品环境的适应性。