一种三轴激光陀螺组合H型台架装置的制作方法

本实用新型属于惯性导航技术领域，具体涉及一种三轴激光陀螺组合h型台架装置。

背景技术：

三轴激光陀螺组合是基于sagnac效应的一种新型角速度传感器，以三个独立的单轴激光陀螺子系统来实现对三个正交的空间坐标系的旋转轴角速度或者位置进行测量。每个单陀螺子系统都包括一个激光陀螺、一个光源和一个处理电路，与机械陀螺和光纤陀螺相比，一个三轴激光陀螺具有全固态、启动快、高精度、长寿命以及对重力不敏感等优点。三轴激光陀螺惯性导航技术应用领域在不断拓展。惯性导航技术在军用、民用、星际宇航、科学探险等领域的应用将会越来越广泛。从结构方面来讲，三轴激光陀螺组合主要由沿x、y、z三向安装的三个陀螺的谐振腔、前放板、控制电路，高压电路等部件组成。

目前，行业内广泛应用的惯导系统模型有平台式惯导系统和捷联惯导系统，其中平台式惯导系统有实体的物理平台，由机架和机箱构成，三个装配完整的陀螺和加速度计置于机架上，机架置于机箱内，该平台跟踪导航坐标系，以实现速度和位置解算，但是平台式惯导系统存在一些缺陷，如陀螺的安装基座、屏蔽罩大大增加了系统的重量和体积，陀螺中，谐振腔与基座之间存在安装误差，基座与机架之间也存在安装误差，加上基座和机架本身的加工误差，系统的累计误差会比较大，对于中高精度的惯导系统而言，将要求大幅度提高陀螺和机架的加工精度，进而增加成本；其中捷联惯导系统是在平台式惯导系统基础上发展而来的一种无框架系统，由三个速度陀螺、三个线加速度计和微型计算机组成，陀螺和加速度计直接固联在载体上作为测量基准，它不再采用机电平台，惯性平台的功能由计算机完成，但是由于惯性元件与载体直接固联，其工作的环境限制，对惯性元件及机载计算机等部件也提出了很高的要求，因此增加了成本。综上所述，目前的惯导系统模型存在体积过大以及精度不高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种三轴激光陀螺组合h型台架装置，解决了目前的惯导系统模型激光陀螺存在体积过大以及精度不高的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，

一种三轴激光陀螺组合h型台架装置，包括基体，基体包括板状结构，板状结构的中心开设有第一安装构件，板状结构沿第一安装构件呈三角形排布有三个第一安装孔，板状结构沿其厚度方向分别向外延伸有四个支架体，每个支架体均开设有第二安装孔，板状结构在垂直于板状结构的边缘依次形成两个第一安装腔体和两个第二安装腔体，每个第一安装腔体的中心位置沿板状结构的一端延伸形成第一边缘结构，每个第一边缘结构的中间形成穿线槽，两个第一安装腔体在其中心分别开设有第二安装构件和第三安装构件，每个第一安装腔体和第二安装腔体均开设有两个减重孔，每个减重孔位于板状结构的另一端且开孔方向平行于板状结构，第一安装腔体和第二安装腔体与板状结构对应形成两个h型结构。

本实用新型的特点还在于，

第一安装构件为x向激光陀螺谐振腔安装面，第二安装构件为y向激光陀螺谐振腔安装面，第三安装构件为z向激光陀螺谐振腔安装面，x向激光陀螺谐振腔安装面、y向激光陀螺谐振腔安装面和z向激光陀螺谐振腔安装面分别用于安装x向激光陀螺谐振腔、y向激光陀螺谐振腔和z向激光陀螺谐振腔。

x向激光陀螺谐振腔安装面、y向激光陀螺谐振腔安装面和z向激光陀螺谐振腔安装面均为一个圆槽以及沿圆槽径向向圆槽外侧形成的三个螺孔。

x向激光陀螺谐振腔安装面、y向激光陀螺谐振腔安装面和z向激光陀螺谐振腔安装面两两相互垂直。

板状结构在靠近两个相对的第一安装腔体与第二安装腔体分别开设有两个电路板支撑柱安装螺纹孔，电路板支撑柱安装螺纹孔用于支撑并固定待安装电路板。

每个支架体沿延伸方向的边缘设置为曲面。

第一安装孔为前放电路板安装孔，前放电路板安装孔用于安装前放电路，每个前放电路板安装孔两侧分别开设有细孔。

第一安装腔体和第二安装腔体的相互连接处在沿板状结构厚度方向向同侧延伸形成四个第二边缘结构，每个第二边缘结构上开设有高压电路安装螺纹孔，高压电路安装螺纹孔用于安装高压电路板。

每个第二边缘结构在靠近板状结构的一侧沿板状结构的厚度方向形成曲面槽。

本实用新型的有益效果是，本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置，通过将陀螺的安装面集成在台架上，谐振腔和前放板、控制电路、高压电路等部件直接安装在台架上，从而略去安装基座，并重组电路板安装区域，充分利用台架冗余空间，大幅度缩小了系统体积；略去单陀螺基座等部件，缩小台架整体尺寸；h型台架三向陀螺安装面通过整体加工，陀螺的安装精度能得到很好的保证。由于略去了陀螺基座等部件，缩短了系统的中间装配环节，也消除了与平台系统有关的误差；打破了电路板与陀螺就近排布的设计局限性，充分考虑体积最小化的原则，将三个陀螺的电路板集中布局在一起，最大限度上利用台架冗余空间，设计布线通道，使得线路分布明晰，焊接线更易操作；综上所述，本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置在减小了体积和质量的同时提高了测量精度。

附图说明

图1是本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置中台架的第一方向等轴测视图；

图2是本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置中台架的第二方向等轴测视图；

图3是本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置中台架的第三方向等轴测视图；

图4是本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置中三轴激光陀螺各部件的布局示意图。

图中，1.x向激光陀螺谐振腔安装面，2.y向激光陀螺谐振腔安装面，3.z向激光陀螺谐振腔安装面，4.减振器安装孔，5.前放电路板安装孔，6.高压电路安装螺纹孔，7.电路板支撑柱安装螺纹孔，8.穿线槽，9.减重孔，10.细孔，11.x向激光陀螺谐振腔，12.y向激光陀螺谐振腔，13.z激光陀螺谐振腔，14.高压电路板，15.x向激光陀螺电路板，16.y向激光陀螺电路板，17.z向激光陀螺电路板，18.电路板支撑柱。19.减振器，20.螺孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2和图3所示，本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置，包括基体，基体包括板状结构，板状结构的中心开设有第一安装构件，板状结构沿第一安装构件呈三角形排布有三个第一安装孔，板状结构沿其厚度方向分别向外延伸有四个支架体，每个支架体均开设有第二安装孔，板状结构在垂直于板状结构的边缘依次形成两个第一安装腔体和两个第二安装腔体，每个第一安装腔体的中心位置沿板状结构的一端延伸形成第一边缘结构，每个第一边缘结构的中间形成穿线槽8，两个第一安装腔体在其中心分别开设有第二安装构件和第三安装构件，每个第一安装腔体和第二安装腔体均开设有两个减重孔9，每个减重孔9位于板状结构的另一端且开孔方向平行于板状结构，第一安装腔体和第二安装腔体与板状结构对应形成两个h型结构。

本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置的整体为立方体结构。如图4所示，其中x向激光陀螺谐振腔11、y向激光陀螺谐振腔12和z向激光陀螺谐振腔13分别安装在h型台架的三个安装面上，对应如图1所示的第一安装构件、第二安装构件和第三安装构件形成的扇形螺孔20，该三处扇形安装面两两相互垂直，垂直度误差控制在1＇以内，精度由机床严格保证，以此来保障安装的精度。

为减振器安装孔4用于安装四个t型的减振器19，h型台架通过四个减振器螺钉与外部壳体连接。前放电路板安装5为矩形的沉孔，三块前放电路板分别嵌放在矩形孔中并灌封，能有效隔离电磁干扰。高压电路板安装螺纹孔6用于安装高压电路板14。各部件紧密结合，从而减少了装置的体积和重量，减少可达20％。

电路板支撑柱安装螺纹孔7，共四个孔，安装等长的四个电路板支撑柱18。穿线槽8用于通过其他线路。在装置的侧壁开设了八个减重孔9，减轻了装置的体积。x向激光陀螺电路板15安装在电路板支撑柱18的上端面，x向激光陀螺电路板15与x向激光陀螺谐振腔11相对应。

y向激光陀螺电路板16与z向激光陀螺电路板17的安装孔大小及孔距相等，安装相位一致，y向激光陀螺电路板16与z向激光陀螺电路板17通过长螺钉安装在电路板支撑柱18的下端面，y向激光陀螺电路板16与z向激光陀螺电路板17之间设计有定距套。通过采用此安装方式进一步提高了装置的精度。

电路板支撑柱18的上端面设计有内螺纹，用于安装x向激光陀螺电路板15，下端面同时设计有外螺纹和内螺纹，外螺纹用于将电路板支撑柱18连接在电路板支撑柱安装螺纹孔7处，内螺纹用于将y向激光陀螺电路板16与z向激光陀螺电路板17与电路板支撑柱18连接。

如图4所示，第一安装构件为x向激光陀螺谐振腔安装面1，第二安装构件为y向激光陀螺谐振腔安装面2，第三安装构件为z向激光陀螺谐振腔安装面3，x向激光陀螺谐振腔安装面1、y向激光陀螺谐振腔安装面2和z向激光陀螺谐振腔安装面3分别用于安装x向激光陀螺谐振腔11、y向激光陀螺谐振腔12和z向激光陀螺谐振腔13。

x向激光陀螺谐振腔安装面1、y向激光陀螺谐振腔安装面2和z向激光陀螺谐振腔安装面3均为一个圆槽以及沿圆槽径向向圆槽外侧形成的三个螺孔20。采用扇形的安装螺孔20，使得激光陀螺谐振腔的安装更加稳定。

x向激光陀螺谐振腔安装面1、y向激光陀螺谐振腔安装面2和z向激光陀螺谐振腔安装面3两两相互垂直。通过将x、y、z三个激光陀螺谐振腔相互垂直安装，提高了装置的精度。

板状结构在靠近两个相对的第一安装腔体与第二安装腔体分别开设有两个电路板支撑柱安装螺纹孔7，电路板支撑柱安装螺纹孔7用于支撑并固定待安装电路板。

每个支架体沿延伸方向的边缘设置为曲面。进一步减少了本实用新型装置的体积，提高了有效利用率。

第一安装孔为前放电路板安装孔5，前放电路板安装孔5用于安装前放电路，每个前放电路板安装孔5的两侧分别开设有细孔10。

第一安装腔体和第二安装腔体的相互连接处在沿板状结构厚度方向向同侧延伸形成四个第二边缘结构，每个第二边缘结构上开设有高压电路安装螺纹孔6，高压电路安装螺纹孔6用于安装高压电路板14。

每个第二边缘结构在靠近板状结构的一侧沿板状结构的厚度方向形成曲面槽。使得连接更为流畅，减少了因安装对装置所带来的不必要的损坏，也减少了本装置的体积和重量。

因此，本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置具有：

体积更小：将陀螺的安装面集成在台架上，谐振腔和前放板、控制电路、高压电路等部件直接安装在台架上，从而略去安装基座，并重组电路板安装区域，充分利用台架冗余空间，大幅度缩小了系统体积。

重量更轻：略去单陀螺基座等部件，缩小台架整体尺寸，通过合理设置减重孔，使系统重量减轻20％以上。

精度更高：h型台架三向陀螺安装面通过整体加工，陀螺的安装精度能得到很好的保证。由于略去了陀螺基座等部件，缩短了系统的中间装配环节，也消除了与平台系统有关的误差。

布线更优：打破了电路板与陀螺就近排布的设计局限性，充分考虑体积最小化的原则，将三个陀螺的电路板集中布局在一起，最大限度上利用台架冗余空间，设计布线通道，使得线路分布明晰，焊接线更易操作。

本实用新型一种三轴激光陀螺组合h型台架装置在基于提高导航测量精度的同时秉承装置体积最小化、重量最轻化以及成本最低化的原则。得到了较大的改进，适合推广使用。