专利名称：一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架，用于绕制光纤线圈，可以有效减少外部直接热传导的通道、并可以实现对光纤线圈的独立封装和磁屏蔽防护。属于惯性导航技术领域。
背景技术：
光纤陀螺基于萨格奈克效应，用于检测角位移和角速度信号，由光纤绕制的敏感环线圈是其关键敏感元件，作为绕制光纤线圈的载体，光纤陀螺敏感环骨架的结构设计应充分考虑对整个敏感环组件的传热特性优化和磁屏蔽防护，以满足高精度陀螺对温度、电磁环境影响的严格要求。
发明内容
1、目的本发明的目的是提供一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架，用于绕制光纤线圈，在装配成光纤陀螺敏感环模块时具有最小的直接热传导通道，并可以实现对光纤线圈的独立封装和磁屏蔽防护。2、技术方案本发明一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架,是一种横截面为“T”字型的圆环体状结构，包括了用于绕制光纤线圈的圆柱面，自圆柱面向内延伸的、用于提供安装基准的内法兰，以及位于内法兰上、下表面、用于定位和固定敏感环组件外壳的上、下挡圈。所述的圆柱面为圆环形结构，其外圆周面粗糙度按照预定要求进行处理，以提高光纤线圈绕制时的附着力；所述的内法兰位于圆柱面的二分之一高度处并向内水平延伸，成扁平的圆环状，其厚度在满足刚度的前提下尽可能的薄；进一步地，在内法兰靠近圆心的内侧部位加工有用于固定本发明环骨架的安装结构，通常是安装孔及安装凸台等，并且成圆周均匀分布；所述的上、下挡圈位于内法兰的上下表面，成环形凸起状，断面为矩形，靠近所述圆柱面的内侧并与之保持同心关系；在上挡圈加工有用于可让光纤线圈尾纤通过的过纤槽口。将本发明环骨架用于光纤陀螺敏感环组件的装配时，所述的圆柱面用于绕制和固定光纤线圈，所述的上、下挡圈用于定位和固定敏感环组件的外壳，所述的内法兰安装结构提供了敏感环组件安装的基准；上、下挡圈的尺寸经过设计，保证了组件外壳固定后与内部的光纤线圈及环骨架圆柱面之间具有间距基本一致的空气间隙而不直接接触，因而外部热量到光纤线圈的直接热传导通道仅为厚度有限的内法兰，有效降低了外部温度波动的影响；上、下挡圈与敏感环组件外壳之间通过焊接或者粘接方式固定成型，光纤线圈的尾纤可沿本发明环骨架圆柱面的内侧盘绕至内法兰上表面，并通过所述的过纤槽口引出，因而实现了对敏感环的独立封装；当本发明环骨架和组件外壳都采用磁屏蔽材料加工时，可以进一步实现对光纤线圈的完全磁屏蔽防护。3、优点及功效本发明所述具有内法兰的环骨架，具有结构简单、易于加工、便于装配、热传导通径小的优点，将其应用于光纤陀螺敏感环组件的装配时，可实现对内部光纤线圈的独立封装和完全磁屏蔽，同时最大程度减少了外部温度变化对内部线圈温度场的影响。
图1a是本发明的轴测俯视图。图1b是本发明的轴测仰视图。图2a是本发明之内法兰安装结构的法兰爪形式。图2b是本发明之内法兰安装结构的内圆柱面形式。图中符号说明如下1.圆柱面11.圆柱外圆周面 12.圆柱内圆周面2.内法兰21.安装凸台22.安装孔3.上挡圈31.过纤槽口4.下挡圈
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图la、b是本发明的具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架的轴测视图。图2a、b是本发明的内法兰安装结构的可能形式的示意图。本发明一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架，用于绕制光纤线圈，在装配成光纤陀螺敏感环模块结构时具有最小的直接热传导通道，同时可以实现对光纤线圈的独立封装和磁屏蔽防护。本发明一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架，如图la、b、图2a、b所示，其横截面为“T”字型的圆环体状结构，包括了用于绕制光纤线圈的圆柱面(1)，自圆柱面(I)向内水平延伸的内法兰(2)，以及位于内法兰(2)上表面的上挡圈(3)和位于内法兰(2)下表面的下挡圈(4)。所述的圆柱面(I)为圆环状结构，其圆柱外圆周面(11)用于绕制光纤线圈，表面粗糙度按照绕环工艺要求进行处理，以提高光纤线圈绕制时的附着力，其圆柱内圆周面
(12)用于盘绕光纤线圈尾纤；所述的内法兰(2)位于所述圆柱面(I)的二分之一高度处并向内水平延伸，成扁平的圆环状结构，其厚度在满足刚度要求的前提下尽可能的薄；在内法兰(2)的上表面外侧加工有成“C”型环状凸起的上挡圈(3)，其“C”型环状凸起的缺口处构成了用于光纤线圈尾纤通过的过纤槽口(31)，在内法兰(2)的下表面外侧加工有成圆环状凸起的下挡圈(4)，它和所述的上挡圈(3)具有相同的基本尺寸并保持同心关系；进一步地，在内法兰(2)靠近圆心的内侧部位加工有用于固定本发明环骨架的安装结构，可以是安装凸台(21)和安装孔(22)，并且所述的安装结构通常成圆周均匀布置。所述的圆柱面(I)和内法兰(2)上的安装凸台(21)保持垂直关系，和所述的上挡圈(3)、下挡圈(4)保持同心关系。将本发明带内法兰的环骨架用于敏感环组件的装配时，所述的圆柱面(I)用于光纤线圈的绕制和固定，所述的上、下挡圈(3)、(4)用于定位和固定敏感环组件的外壳，断面为矩形。所述的内法兰安装结构提供了敏感环组件的安装和定位基准，包括并不仅限于所述的安装凸台(21)和安装孔(22)，如图2a、b所示，也可以是法兰爪结构或者与内法兰垂直的内圆柱面结构。将本发明带内法兰的环骨架用于螺敏感环组件的装配时，所述上、下挡圈(3 )、( 4 )和组件外壳之间通过焊接或者粘接方式固定，上、下挡圈(3)、(4)的尺寸经过设计，可以保证装配后组件外壳与其所包覆的光纤线圈和环骨架圆柱内圆周面之间具有间距基本一致的空气气隙而不直接接触，因而外部热量到光纤线圈的直接热传导通道仅为厚度有限的内法兰，有效降低了外部温度波动对内部线圈的影响。并且，由于所述的内法兰(2)位于环骨架圆柱面(I)的二分之一高度处，组件装配后的温度场分布具有良好的对称性，进一步减缓了外界温度变化对内部光纤线圈的影响。将本发明带内法兰的环骨架用于螺敏感环组件的装配时，光纤线圈的尾纤可以沿着所述圆柱内圆周面(12)盘绕到内法兰(2)上，并通过上挡圈(3)上的过纤槽口(31)引出，因而实现了对敏感环的独立封装。当本发明环骨架和组件外壳都采用磁屏蔽材料加工时，可以进一步实现对光纤线圈的完全磁屏蔽防护。本发明具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架具有如下结构特点(I)所述的环骨架为横截面成“T”字型的圆环体结构，包括了用于绕制光纤线圈的环状圆柱面，以及从圆柱面二分之一高度处向内水平延伸的内法兰，因而结构简单，易于加工。(2)所述的环骨架内法兰上具有用于定位和固定组件外壳的上下挡圈结构，其尺寸经过设计，可保证组件外壳固定后与其所包覆的线圈及环骨架圆柱内圆周面之间具有间距基本一致的空气间隙而不直接接触，因而最大程度减少了外部温度波动的影响。(3)光纤线圈的尾纤可沿所述圆柱内圆周面盘绕至内法兰上，并通过所述的过纤槽口引出，因而可实现对敏感环组件的独立封装。将本发明所述具有内法兰的敏感环骨架应用于光纤陀螺敏感环组件的装配时具有以下优势(I)具有最小的直接热传导通道，光纤线圈受外部温度变化的影响小。(2)易于实现敏感环模块的独立封装，有利于储存和装配。(3)可实现完全的磁屏蔽防护效能。
权利要求
1.一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架，其特征在于它是一种横截面为“T”字型的圆环体状结构，包括用于绕制光纤线圈的圆柱面，自圆柱面向内延伸的、用于提供安装基准的内法兰，以及位于内法兰上、下表面、用于定位和固定敏感环组件外壳的上、下挡圈；所述的圆柱面为圆环形结构，其外圆周面粗糙度按照预定要求进行处理，以提高光纤线圈绕制时的附着力； 所述的内法兰位于圆柱面的二分之一高度处并向内水平延伸，成扁平的圆环状，其厚度在满足刚度的前提下尽可能的薄；进一步地，在内法兰靠近圆心的内侧部位加工有用于固定环骨架的安装结构，通常是安装孔及安装凸台并且成圆周均匀分布； 所述的上、下挡圈位于内法兰的上下表面，成环形凸起状，断面为矩形，靠近所述圆柱面的内侧并与之保持同心关系；在上挡圈加工有用于光纤线圈尾纤通过的过纤槽口 ；将环骨架用于光纤陀螺敏感环组件的装配时，所述的圆柱面用于绕制和固定光纤线圈，所述的上、下挡圈用于定位和固定敏感环组件的外壳，所述的内法兰安装结构提供了敏感环组件安装的基准；上、下挡圈的尺寸设计，保证了组件外壳固定后与内部的光纤线圈及环骨架圆柱面之间具有间距一致的空气间隙而不直接接触，因而外部热量到光纤线圈的直接热传导通道仅为厚度有限的内法兰，有效降低了外部温度波动的影响；上、下挡圈与敏感环组件外壳之间通过焊接或者粘接方式固定成型，光纤线圈的尾纤沿本发明环骨架圆柱面的内侧盘绕至内法兰上表面，并通过所述的过纤槽口引出，因而实现了对敏感环的独立封装；当环骨架和组件外壳都采用磁屏蔽材料加工时，进一步实现对光纤线圈的完全磁屏蔽防护。
全文摘要
一种具有内法兰的光纤陀螺敏感环骨架，它是一种横截面为“T”字型的圆环体状结构，包括用于绕制光纤线圈的圆柱面，自圆柱面向内延伸用于提供安装基准的内法兰，位于内法兰上、下表面、用于定位和固定敏感环组件外壳的上、下挡圈。该圆柱面为环形结构，其表面的粗糙度按预定要求处理；该内法兰位于圆柱面的二分之一高度处并向内水平延伸，在其上加工有用于固定环骨架的安装结构；该上、下挡圈与圆柱面保持同心，并且在上挡圈加工有可让光纤线圈尾纤通过的过纤槽口。利用本发明组装成光纤陀螺敏感环组件后，降低了外部温度波动对光纤线圈的影响，提高了敏感环的温度适应性，实现了对敏感环的独立封装和对光纤线圈的完全磁屏蔽防护。
文档编号G01C19/72GK103033179SQ20121056874
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者章博, 贾明, 宋凝芳 申请人:北京航空航天大学