一种用于惯性测量组合标定的减振器锁定装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于惯性测量组合标定的减振器锁定装置，属于惯性测量领域。


背景技术：

2.惯性测量组合通常由陀螺仪、加速度计及相应的电路板和结构件组成，用于测量运载体的线运动、角运动信息，为运载体提供关键的运动信息，在陆海空天各领域的运载体中发挥着极其重要的作用。
3.恶劣的力学环境可能导致惯性测量组合精度变差甚至失效，因此当工作环境振动、冲击量级较大时，常对惯性测量组合进行整机减振以降低力学环境的影响。减振器为弹性元件，其在惯性测量组合标定过程中发生的变形会带来标定误差，为了解决该问题，目前通常在标定过程用尺寸接口与减振器相同的大刚度金属等效器代替减振器，完成标定后，再将金属等效器换装为减振器来开展其他试验。但此种方法存在一些问题，一是对于采用内部减振方式的惯性测量组合，受体积等各种因素限制，其内部通常不会为被减振的仪表组件设置安装定位基准，所以由金属等效器换装为减振器后，仪表组件相对于组合对外安装基准的位置关系会发生改变，导致用金属等效器标定出的参数有偏差，降低组合的精度。二是金属等效器的导热系数比减振器高得多，使用金属等效器标定时，惯性测量组合的热量传导与实际使用减振器相差较多，导致标定中的温度建模不准确。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种用于惯性测量组合标定的减振器锁定装置，对组合导热性能影响较小，能够保证温度建模的准确性和对惯性测量组合标定的精度要求。
5.本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
6.本发明公开了一种用于惯性测量组合标定的减振器锁定装置，其特征在于：包括双头螺柱螺钉1、固定圈i2、固定圈ii3和锁紧螺母4；
7.其中，双头螺柱螺钉1的两个端头分别设置第一螺柱和第二螺柱，所述第一螺柱穿过外部减振器将外部惯性测量组合固定在外部载体上，固定圈i2和固定圈ii3组合形成圆环，可拆卸连接，所述圆环垫入惯性测量组合与载体之间，锁紧螺母4拧入双头螺柱螺钉1的第二螺柱，将惯性测量组合压紧；所述固定圈i2的内径与减振器外径之间的差值为b1，固定圈i2的高度与惯性测量组合与载体之间的高度的高度差为h1。
8.在上述减振器锁定装置中，所述双头螺柱螺钉1为六棱柱，为一体成型件；所述固定圈i2、固定圈ii3和锁紧螺母4均为一体成型件。
9.在上述减振器锁定装置中，所述锁紧螺母4内部设置螺纹孔，所述第一螺柱顶部开有一字槽，用于固定锁紧螺母4，所述一字槽与锁紧螺母4的螺纹孔结构相匹配。
10.在上述减振器锁定装置中，所述第二螺柱的强度满足在规定力学环境下不发生断裂的应力要求。
11.在上述减振器锁定装置中，所述固定圈i2为半圈圆环结构，半圈圆环的尾部连接长方形耳片，耳片中央开有90
°
沉孔。
12.在上述减振器锁定装置中，所述固定圈ii3为半圈圆环结构，半圈圆环的尾部连接长方形耳片，耳片中央设有螺纹孔。
13.在上述减振器锁定装置中，所述锁紧螺母4呈圆桶状，底面中央开有螺纹孔和一字槽，顶面沿周向均布多个豁口，用于观察减振器状态。
14.在上述减振器锁定装置中，所述固定圈i2的沉孔与所述固定圈ii3的螺纹孔的结构相匹配。
15.在上述减振器锁定装置中，所述b1》0.5mm，所述h1＝0.2～0.5mm；所述锁紧螺母4内径比减振器外径之差大于0.5mm。
16.在上述减振器锁定装置中，所述双头螺柱螺钉1、所述固定圈i2、所述固定圈ii3和所述锁紧螺母4所采用材料的导热系数小于20w/m
·
k，屈服强度大于300mpa。
17.在上述减振器锁定装置中，所述固定圈ii3的上下端面的平面度优于0.008mm，粗糙度优于0.8μm，上下端面间的平行度优于0.01mm；所述锁紧螺母4底面和顶面的平面度优于0.008mm，粗糙度优于0.8μm，底面和顶面间的平行度优于0.01mm；固定圈i2的上下端面的平面度优于0.008mm，粗糙度优于0.8μm，上下端面间的平行度优于0.01mm。
18.本发明与现有技术相比的优点在于：
19.(1)本发明设计的锁定装置通过将减振器锁定，实现惯性测量组合相对于载体的刚性连接，并且其安装和拆卸可以在减振器正常安装状态下实现，无需拆装减振器，解决了现有方法对内部减振式惯性测量组合标定精度较低的问题。
20.(2)本发明设计的锁定装置的各个零件的材料的导热系数小于20w/m
·
k，对组合导热性能影响较小，能够保证温度建模的准确性。
21.(3)本发明设计的锁定装置中的固定圈i、固定圈ii和锁紧螺母具备高强度、高精度，能够满足惯性测量组合标定的精度要求。
附图说明
22.图1为本发明提供的减振器锁定装置应用示意图；
23.图2为本发明提供的减振器锁定装置应用剖视示意图；
24.图3为本发明提供的双头螺柱螺钉示意图；
25.图4为本发明提供的固定圈i示意图；
26.图5为本发明提供的固定圈ii(3)示意图；
27.图6为本发明提供的锁紧螺母(4)示意图；
28.图7为本发明提供的锁紧螺母(4)剖视示意图。
具体实施方式
29.如图1和图2所示，本实施例公开了一种用于惯性测量组合标定的减振器锁定装置，包括：双头螺柱螺钉1、固定圈i2、固定圈ii3和锁紧螺母4；
30.其中，双头螺柱螺钉1的两个端头分别设置第一螺柱和第二螺柱，所述第一螺柱穿过外部减振器将外部惯性测量组合固定在外部载体上，固定圈i2和固定圈ii3组合形成圆
环，可拆卸连接，所述圆环垫入惯性测量组合与载体之间，锁紧螺母4拧入双头螺柱螺钉1的第二螺柱，将惯性测量组合压紧；所述固定圈i2的内径大于减振器外径b1以上，固定圈i2的高度比惯性测量组合与载体之间高度高h1。
31.如图3所示，双头螺柱螺钉1为六棱柱，为一体成型件；所述固定圈i2、固定圈ii3和锁紧螺母4均为一体成型件。
32.锁紧螺母4内部设置螺纹孔，所述第一螺柱顶部开有一字槽，用于固定锁紧螺母4，所述一字槽的规格与锁紧螺母4的螺纹孔相同。
33.第二螺柱的强度满足在规定力学环境下不发生断裂的应力要求。
34.如图4所示，固定圈i2为半圈圆环结构，半圈圆环的尾部连接长方形耳片，耳片中央开有90
°
沉孔。
35.如图5所示，固定圈ii3为半圈圆环结构，半圈圆环的尾部连接长方形耳片，耳片中央设有螺纹孔。
36.如图6和图7所示，锁紧螺母4呈圆桶状，底面中央开有螺纹孔和一字槽，顶面沿周向均布多个豁口，用于观察减振器状态。
37.固定圈i2的沉孔规格与所述固定圈ii3的螺纹孔规格相匹配。固定圈i2内径比减振器外径大b1》0.5mm，所述高度比惯性测量组合与载体之间高度高h1＝0.2～0.5mm；所述锁紧螺母4内径大于减振器外径0.5mm以上。
38.双头螺柱螺钉1、所述固定圈i2、所述固定圈ii3和所述锁紧螺母4所采用材料的导热系数小于20w/m
·
k，屈服强度大于300mpa。
39.固定圈ii3的上下端面的平面度优于0.008mm，粗糙度优于0.8μm，上下端面间的平行度优于0.01mm；所述锁紧螺母4底面和顶面的平面度优于0.008mm，粗糙度优于0.8μm，底面和顶面间的平行度优于0.01mm；固定圈i2的上下端面的平面度优于0.008mm，粗糙度优于0.8μm，上下端面间的平行度优于0.01mm。
40.实施例1
41.被减振的惯性测量组合重量为1.7kg，采用腰部四点橡胶减振器进行减振，减振器的外径为φ14.5mm，减振器下半部分高度即惯性测量组合与载体之间高度为7mm。
42.双头螺柱螺钉1由六棱柱上下两端分别连接两段螺柱构成，上端螺柱规格为m4，顶部开有一字槽，下端螺柱规格为m5，为一体成型零件，材料为钛合金tc4，导热系数为7.96w/m
·
k，屈服强度为825mpa。
43.固定圈i2由半圈圆环尾部连接长方形耳片构成，耳片中央开有一个90
°
沉孔，规格为φ3.3mm，沉孔φ6mm
×
90
°
，为一体成型零件，材料为钛合金tc4，导热系数为7.96w/m
·
k，屈服强度为825mpa。固定圈i2内径为φ15mm，高度为7.2mm，上下端面的平面度为0.008mm，粗糙度为0.8μm，上下端面间的平行度为0.01mm。
44.固定圈ii3由半圈圆环尾部连接长方形耳片构成，耳片中央开有一个m3螺纹孔，为一体成型零件，材料为钛合金tc4，导热系数为7.96w/m
·
k，屈服强度为825mpa。固定圈ii3内径为φ15mm，高度为7.2mm，上下端面的平面度为0.008mm，粗糙度为0.8μm，上下端面间的平行度为0.01mm。
45.锁紧螺母4呈圆桶状，底面中央开有一个m4螺纹孔，同时开有一字槽，为一体成型零件，材料为钛合金tc4，导热系数为7.96w/m
·
k，屈服强度为825mpa。锁紧螺母4内径φ
15mm。锁紧螺母4底面和顶面的平面度为0.008mm，粗糙度为0.8μm，底面和顶面间的平行度为0.01mm。
46.减振器锁定装置的使用过程如下：第一步，用双头螺柱螺钉1穿过减振器将惯性测量组合固定在载体上；第二步，将固定圈i2和固定圈ii3分别垫入惯性测量组合对外安装耳片与载体之间，两者合并成整圈圆环，用m3沉头螺钉将两者固定连接，这样便可限制惯性测量组合相对于载体的向下运动；第三步，将锁紧螺母4拧入双头螺柱螺钉1的上端螺柱，压紧惯性测量组合，这样便可限制惯性测量组合相对于载体各个方向的运动，实现了惯性测量组合相对于载体的刚性连接，避免了减振器变形引起的标定误差。
47.标定完毕后，拆下减振器锁定装置：第一步，拧下锁紧螺母4，第二步，拧下固定固定圈i2和固定圈ii3的m3沉头螺钉，然后将两个固定圈分别取下，这样便完成了减振器锁紧装置的拆卸，惯性测量组合可正常开展其他试验，而双头螺柱螺钉1作为减振器的紧固件继续使用，成为惯性测量组合的正式零件。
48.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。