一种针对光纤陀螺振动试验用工装及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤陀螺及光纤传感的测试技术领域，特别涉及光纤陀螺环境试验中振动试验使用的一种工装。
【背景技术】
[0002]目前，中低精度光纤陀螺捷联惯性测量系统已经从实验室走向了实用阶段，但高精度光纤陀螺捷联惯性测量系统的应用仍受限于环境条件的影响，尤其是振动条件。从理论上来说，与机械陀螺相比，光纤陀螺的全固态结构、无旋转活动部件等特点决定了它具有抗冲击、抗振动、可靠性高等优点。但在实际应用中，冲击、振动引起的光纤环应力变化、器件尾纤振动以及结构共振都可能带来陀螺输出误差，造成振动状态下陀螺的动态误差增加，从而导致光纤陀螺仪精度的降低。
[0003]现有的光纤陀螺振动试验所用工装是在工装主体和陀螺之间带有转接板的组合结构。这种工装结构有几个缺点:1、需要紧固的螺钉多，所以导致螺钉紧固不足的概率较大；2、工装移动不方便，在转换陀螺振动方向时不利于操作；3、陀螺安放位置比较随意，陀螺安放方位不确定，在后续数据查询中不具有追溯性。
【发明内容】
[0004]鉴于上述分析，本发明旨在提供一种针对光纤陀螺在环境试验中的振动试验用工装及试验方法，使陀螺仪振动测试中能够保证陀螺数据一致性和追溯性，用以提高工作效率和增加试验的稳定性及可靠性。
[0005]本发明主要是通过以下技术方案实现的:一种针对光纤陀螺振动试验用工装，包括一工装本体，在工装本体上设置有把手、陀螺基座、陀螺固定螺钉孔、工装固定螺钉孔、工装固定基座、陀螺安装方位标志；在工装本体上取两个相邻的互为垂直的面为安装固定面，其余面通过陀螺基座安装陀螺；振动测试时分别以两个安装固定面为安装基础进行两次测试；在陀螺基座旁边设置所述陀螺安装方位标志。
[0006]进一步讲，所述工装本体为正方体型或长方体型，安装陀螺的相邻的两个面为垂直面，相对的两个面为平行面。
[0007]进一步讲，所述把手有两组，分别设置于两个所述安装固定面的对立面。
[0008]进一步讲，所述陀螺基座，是根据陀螺底座的形状，以工装本体为基础，在工装本体上开设出的外方内圆成坡形渐进过渡的嵌槽，在所述嵌槽的边缘上分布着所述陀螺固定螺钉孔，所述陀螺固定螺钉孔的孔位与所安装的陀螺的固定孔孔位对应。
[0009]进一步讲，所述嵌槽与陀螺满足以下安装尺寸条件:
[0010]Y = y
[0011]ClJd2=D
[0012]其中:Y为工装上陀螺固定螺钉孔的孔距，y为陀螺底座上的固定孔距，Cl1为陀螺底座厚度，d2为陀螺外罩厚度，D为陀螺基座的深度。
[0013]进一步讲，在所述陀螺基座的外边缘设置有陀螺安装方位标志，所述陀螺安装方位标志与陀螺的数据线接口处于同一方向上。
[0014]进一步讲，所述两个安装固定面相衔接的棱，为具有倒角的倒角棱。
[0015]进一步讲，从所述安装固定面至其对立面上，开设有几个穿通的工装固定螺钉孔，所述固定螺钉孔为阶梯孔。
[0016]进一步讲，在所述安装固定面上工装固定螺钉孔所在的位置，设置有工装固定基座，所述工装固定螺钉孔同样穿通工装固定基座。
[0017]本发明还提供一种利用所述工装进行试验的方法，其步骤是:
[0018]I)首先将陀螺仪使用螺钉分别固定在除去安装固定面之外的任何相互垂直的面上，数据线从陀螺顶盖出来，按照陀螺安装方位标志处走线；
[0019]2)按照其中一个安装固定面为接触面，把工装安装到工作台上，用螺钉从工装顶部穿进拧紧固定；
[0020]3)固定完陀螺仪和工装后，开始第一轮振动测试；
[0021]4)完成第一轮振动测试后，将工装与工作台连接的螺钉卸下，陀螺不用卸下，利用把手将工装翻转90°，使另一个工装固定面与工作台面接触，然后再固定，开始第二轮振动测试;
[0022]5)完成第二轮振动测试后，将工装与工作台连接的螺钉卸下，利用把手将工装在水平面内沿逆时针或顺时针方向转动90°后，再固定，然后开始第三轮振动测试。
[0023]在第一轮测试和第二轮测试时，完成陀螺仪在竖直面内的方位变化测试，在第三轮测试中完成陀螺仪在水平面内的方位变化测试
[0024]本发明相比现有工装突出的优势是:
[0025]1、本发明通过对工装的陀螺安装基座的特有设计，无需使用转接措施就能够把陀螺自己固定到工装上，使得陀螺仪在工装上安装位置能够固定，增加了陀螺的稳固性，避免了陀螺在振动过程中的松动，提高了测试的准确性。
[0026]2、本发明通过工装上多个安装面的设计一次性可测试多个陀螺，提高了工作效率。
[0027]3、在陀螺安装位上确定统一的安装标记，使得陀螺安装方位一致，并且保证轴向一致，确保了测试数据对应陀螺振动方向的一致性和可追溯性，这与现有测试中陀螺仪安装轴向不固定相比，测试数据规律性和对应性得到了保证。
[0028]4、本发明利用工装结构体自身特点，在整个测试中不再需要卸掉紧固陀螺的螺钉；在转动工装时有弧度角和把手来提供便捷，极大的提高生产效率，人为操作的简化提高了测试数据的一致性和可靠性，并且去除转接板工序，减少连接不牢靠的因素。
[0029]5、在测试方法上，仅仅是扳动、转动工装各一次，就可以同时完成所有陀螺X、Y、Z上方向的测试，操作简捷。
[0030]本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来体现和获得。
【附图说明】
[0031]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表不相同的部件。
[0032]图1为工装轴侧图一，看到工装的顶面、前面和右侧面；
[0033]图2为工装上安装陀螺的结构示意图；
[0034]图3为工装轴侧图二，是在图1的基础上翻转了 180度；
[0035]图4为工装固定螺钉孔的剖视图；
[0036]图5为第一轮测试和第二轮测试的工装方位变换图；
[0037]图6为第二轮测试到第三轮测试的工装方位变换图。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和实施例对本发明方案进行详细的介绍。其中，附图构成本申请一部分，用于辅助解释本发明技术方案。
[0039]本发明针对干涉式光纤陀螺仪环境试验中振动测试所用，设计一款有效的振动工装并建立科学的操作规程，以期最大限度的减小环境振动对陀螺精度造成的影响，并同时提高测试试验中的工作效率。
[0040]本发明提供的振动试验用工装，如图1所示，包括一正方体型或长方体型的工装本体1，即每相邻两面都互为垂直的六面体。该工装本体I没有电磁屏蔽要求，所以可采用铝合金材料(2A12-T4)，为了让工装的谐振频率合格，不影响陀螺振动，工装本体是实心的；工装外形尺寸没有严格要求，但不宜过小，否则谐振会不达标。试验工装以工装本体I为基础，在工装本体I上设置有把手2、陀螺基座3、陀螺固定螺钉孔4、工装固定螺钉孔5、工装固定基座6、陀螺安装方位标志7等。
[0041]所述把手2有两组，分别设置于沿工装翻转方向上相邻的两个互为垂直的面上，并且分别与工装的两个固定面相对，如图1中所设定的顶面和正面上，两组把手的设定位置与工装基座和工装翻转倒角的位置相关。
[0042]在工装本体的六个面上，除去其中的两个面用于固定外，其余4个面都可以设置陀螺基座3，数量不限，如果面积足够大可以设置两个，面积小则可以设置一个。陀螺基座3如图中所示，根据陀螺的形状，依靠工装本体的厚度，陀螺基座3为外方内圆坡形渐进过渡的嵌槽，嵌槽是放置陀螺的地方，它的外尺寸和陀螺相似，比陀螺外形尺寸要大，内圆是陷进去的一部分，是为了保证陀螺基准面保持一个水平面。在嵌槽的边缘上分布着4个陀螺固定螺钉孔4，这4个螺钉孔的位置与所安装的陀螺上的安装孔位置一致，陀螺通过4个螺钉固定在安装位上，整个试验中陀螺不再反复安装。外方内圆嵌槽形的基座与陀螺的底座形状相配，这样可以使陀螺稳固地嵌装到槽形基座上，增加陀螺的稳定性，如图1所示。
[0043]实施例中，外方内圆坡形渐进过渡的嵌槽的尺寸是，外正方形边长为130 X 130mm，坡形渐进过渡的深度为9.5mm，4个螺钉的固定孔距为94mm，所配合的陀螺外正方形边长为120 X 120mm,陀螺底座厚度为7mm，外罩壁厚为2.5mm，固定孔距为94mm。
[0044]所以说振动工装中的陀螺基座与陀螺满足以下安装尺寸条件:
[0045]Y = y
[0046]Ci^d2= D
[0047]其中:Y为工装上陀螺固定螺钉孔4的孔距，y为陀螺底座上的固定孔距，Ci1为陀螺底座厚度，d2为陀螺外罩厚度，D为陀螺基座3的深度。
[0048]另外，在每个陀螺基座3旁边，设置有一个陀螺安装方位标志7，如图中的嵌槽边缘的一个小三角块。这个标志决定了陀螺的安装位，它与陀螺的数据线接口 9处于同一方向上，安装时只要陀螺的数据线接口 9朝着陀螺安装方位标志7的方向，陀螺的方位就算是确定了，陀螺