一种惯性定位定向设备方位引出装置及其标校方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种惯性定位定向设备方位引出装置及其标校方法，该装置包括棱镜组件、棱镜调整组件和水泡组件；棱镜组件包括可转动地设置在底座上的棱镜支架和设置在其内侧的直角棱镜；棱镜调整组件和水泡组件分别设置在棱镜支架相邻侧侧壁处；棱镜调整组件通过相互配合的螺钉支架、调整块和上、下调整螺钉实现直角棱镜的棱脊调节；水泡组件通过角度可调的安装座和设置在安装座内的水泡实现柱形水泡的轴线相对于直角棱镜的棱脊平行状态调节；该装置通过两台自准直经纬仪实现标校水泡轴线与直角棱镜棱脊相平行；该装置及其标校方法不仅能够满足惯性定位定向设备方位引出装置高精度和大角度的直角棱镜棱脊水平的调整要求，调节过程方便快捷、效率高。

An azimuth leading out device of inertial positioning and orientation equipment and its calibration method

【技术实现步骤摘要】
一种惯性定位定向设备方位引出装置及其标校方法
本专利技术涉及惯性定位定向设备方位引出与航向精度验证
，特别涉及一种惯性定位定向设备方位引出装置及其标校方法。
技术介绍
惯性定位定向设备由惯性测量单元、里程计和高度计组成，配备于军用载车上，能自主实时地为军用载车提供位置和三维姿态信息。军用载车车载试验将惯性定位定向设备安装于军用载车上在实际路况上运动，对比惯性定位定向设备输出导航值与基准值以获得其导航精度，是惯性定位定向设备在生产厂家进行调试和验收时评价其导航精度的一个关键试验。由于军用载车内体积和安装面积有限，不能安装一个导航精度比惯性定位定向设备高1个数量级的基准惯导作为惯性定位定向设备导航精度评定的基准值，需要使用附属设备对惯性定位定向设备的导航精度进行评定。因此，通常地，利用地质测绘标准点作为位置基准，利用水平仪作为水平姿态基准，利用陀螺经纬仪的出射光线作为方位基准。特别的，需要利用安装于惯性定位定向设备中的惯性测量单元上的方位引出装置将陀螺经纬仪的出射光线返回陀螺经纬仪才能获得惯性定位定向设备的基准航向值。目前广泛使用直角棱镜作为惯性定位定向设备方位引出装置，其优点是陀螺经纬仪的出射光线不必与镜面法线等高，只要满足出射光线能照射到直角棱镜区域的要求，大大降低了架设陀螺经纬仪和瞄镜的难度。然而，直角棱镜的棱脊必须与大地水平才能保证方位引出的精度，为保证这个要求，专利CN102062597A公开了一种波罗棱镜方位基准测量仪，专利CN103033172A公开了一种基于屋脊棱镜的方位基准镜，专利CN103017792A公开了一种方位基准镜，上述这些已公开的技术方案利用水平可调的直角棱镜安装基座调整直角棱镜棱脊的水平，目前主要应用于室内或场外惯性设备的方位基准；然而，由于以下两点原因，这些现有技术无法直接应用于惯性定位定向设备方位引出装置：1)现有技术的水平调整机构采用螺母弹簧方案，只能对直角棱镜棱脊进行小角度的水平调整，无法满足军用载车在上坡或下坡时方位引出装置大倾斜角度环境下对直角棱镜棱脊进行大角度水平调整的要求；2)没有提出明确的标校方法，无法确保方位引出精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种解决现有技术存在的无法实现方位引出装置大角度水平调整的要求以及没有明确的标校方法无法满足惯性定位定向设备方位引出精度的问题的惯性定位定向设备方位引出装置。本专利技术的另一目的是提供一种上述惯性定位定向设备方位引出装置的标较方法。为此，本专利技术技术方案如下：一种惯性定位定向设备方位引出装置，包括设置在底座上的棱镜组件、棱镜调整组件和水泡组件；其中，棱镜组件设置在开设于底座的棱镜组件安装孔内，其包括自下而上依次设置的棱镜支架、直角棱镜和棱镜压板；棱镜支架能够相对于底座转动地设置在棱镜组件安装孔内，在棱镜支架上部开设有与直角棱镜尺寸与形状相适应的棱镜安装槽，使直角棱镜以直角棱镜镜面与棱镜支架的顶面相平行的方式设置在棱镜安装槽内，直角棱镜通过棱镜压板固定在棱镜安装槽内；棱镜调整组件和水泡组件分别设置在棱镜支架相邻的两个侧壁邻侧；其中，棱镜调整组件包括螺钉支架、柱形调整块、上调整螺钉和下调整螺钉；螺钉支架固定在位于棱镜支架邻侧的底座上，其上开设有通槽和对称开设在通槽两侧槽壁上的两个螺钉孔，使上调整螺钉和下调整螺钉分别通过两个螺钉孔对称螺接在通槽两侧的槽壁上；柱形调整块设置在螺钉支架的通槽内，且其一端固定棱镜支架的侧壁上，上调整螺钉和下调整螺钉的顶端分别抵在柱形调整块的对侧侧壁上，以调节直角棱镜棱脊的位置；水泡组件包括设置在水泡安装座上的圆柱形水泡；水泡安装座一端活动安装在棱镜支架的侧壁上，使其能够相对于棱镜支架发生转动，水泡安装座的另一端设有水泡紧定螺钉，使水泡安装座能够以其与棱镜支架的侧壁呈一定夹角的状态固定在棱镜支架上，实现圆柱形水泡的轴线与直角棱镜的棱脊相平行。进一步地，棱镜支架为一顶端设有环形凸台的柱形结构，使棱镜支架的环形凸台的底端端面压配在底座的顶面上；棱镜支架底端位于底座外侧且其外壁上开设有套装轴向挡圈的环形凹槽，使轴向挡圈局部内嵌在环形凹槽内，而外凸部分抵在底座的底面上，以限制棱镜支架的轴向运动的同时棱镜支架能够相对于底座转动地设置在棱镜组件安装孔内。进一步地，在棱镜支架顶面上且位于棱镜安装槽外周处开设有一环形台阶，且直角棱镜的镜面略高于环形台阶的上端面或与环形台阶的上端面齐平，使棱镜压板通过设置在其底面边缘处的棱镜密封垫分别与棱镜支架以及直角棱镜之间均形成密封；棱镜压板通过分别设置在其四个顶角处的四个压板紧固螺钉固定在棱镜支架上。进一步地，水泡安装座由水泡紧定螺钉、水泡支架、左水泡支撑环、右水泡支撑环、水泡挡盖、小轴、水泡支座、第一水泡支架调整螺钉和第二水泡支架调整螺钉构成；其中，水泡支架为后端设有开口的筒体，其侧壁上开设有水泡观察窗和石膏注入孔；在水泡支架的前端端面中心处设有调整块，调整块上开设有与水泡支架的轴线方向垂直的第一调整螺孔、第二调整螺孔和固定螺孔，且第一调整螺孔和第二调整螺孔位于固定螺孔两侧；在第一调整螺孔和第二调整螺孔内分别设置有第一水泡支架调整螺钉和第二水泡支架调整螺钉，在固定螺孔内设置有水泡紧定螺钉；左水泡支撑环和右水泡支撑环分别卡装在圆柱形水泡的前端端壁和后端端壁上，使安装在水泡支架内的圆柱形水泡通过左水泡支撑环和右水泡支撑环装配在水泡支架内；水泡挡盖装配在水泡支架的开口端；水泡支座固定在棱镜支架的侧壁上，其后端开设有轴孔；水泡支架的后端侧壁上设有连接件，且在连接件上开设有轴孔，使水泡支架通过依次设置在连接件和水泡支座的轴孔内的小轴实现可转动地连接在水泡支座上。更进一步地，在由水泡支架和水泡挡盖装配形成空间内填充充满有包覆在水泡外层的石膏。进一步地，在底座底部设置有底盖，且底盖通过底盖密封垫密封盖装在底座的底面上；在底座顶部设置有保护罩，保护罩通过保护罩密封垫可拆卸地密封固定在底座上。更进一步地，在底座的一组对侧侧壁上沿径向延伸形成有两个安装板，且在每个安装板上均布开设有两个安装孔。一种针对上述惯性定位定向设备方位引出装置的标校方法，步骤如下：S1、在零级平板平台上竖直设置有方位引出装置安装支架，并将惯性定位定向设备方位引出装置固定在方位引出装置安装支架上；接着在惯性定位定向设备方位引出装置前侧间隔设置有与惯性定位定向设备方位引出装置照准的第一自准直经纬仪和第二自准直经纬仪，并保持三者架设在一条直线上；其中，第一自准直经纬仪设置在距离惯性定位定向设备方位引出装置较近的位置上，且其设置高度低于第二自准直经纬仪的设置高度，使第二自准直经纬仪俯视方位引出装置，而第一自准直经纬仪仰视方位引出装置；S2、拧动棱镜调整组件的上调整螺钉和下调整螺钉粗调直角棱镜的棱脊水平，使两台自准直经纬仪镜筒中水平回象基本水平，并读取第一自准直经纬仪的初始方位读数为β0；S2、将第一自准直经纬仪的方位旋转180°，使其方位读数为β0+180°，然后将第一自准直经纬仪与第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惯性定位定向设备方位引出装置，其特征在于，包括设置在底座(2)上的棱镜组件、棱镜调整组件和水泡组件(3)；其中，/n棱镜组件设置在开设于底座(2)的棱镜组件安装孔内，其包括自下而上依次设置的棱镜支架(8)、直角棱镜(10)和棱镜压板(9)；棱镜支架(8)能够相对于底座(2)转动地设置在棱镜组件安装孔内，在棱镜支架(8)上部开设有与直角棱镜(10)尺寸与形状相适应的棱镜安装槽，使直角棱镜(10)以直角棱镜镜面与棱镜支架(8)的顶面相平行的方式设置在棱镜安装槽内，直角棱镜(10)通过棱镜压板(9)固定在棱镜安装槽内；/n棱镜调整组件和水泡组件(3)分别设置在棱镜支架(8)相邻的两个侧壁邻侧；其中，/n棱镜调整组件包括螺钉支架(5)、柱形调整块(6)、上调整螺钉(4)和下调整螺钉(7)；螺钉支架(5)固定在位于棱镜支架(8)邻侧的底座(2)上，其上开设有通槽和对称开设在通槽两侧槽壁上的两个螺钉孔，使上调整螺钉(4)和下调整螺钉(7)分别通过两个螺钉孔对称螺接在通槽两侧的槽壁上；柱形调整块(6)设置在螺钉支架(5)的通槽内，且其一端固定棱镜支架(8)的侧壁上，上调整螺钉(4)和下调整螺钉(7)的顶端分别抵在柱形调整块(6)的对侧侧壁上，以调节直角棱镜(10)棱脊的位置；/n水泡组件包括设置在水泡安装座上的圆柱形水泡(304)；水泡安装座一端活动安装在棱镜支架(8)的侧壁上，使其能够相对于棱镜支架(8)发生转动，水泡安装座的另一端设有水泡紧定螺钉，使水泡安装座能够以其与棱镜支架(8)的侧壁呈一定夹角的状态固定在棱镜支架(8)上，实现圆柱形水泡(304)的轴线与直角棱镜(10)的棱脊相平行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种惯性定位定向设备方位引出装置，其特征在于，包括设置在底座(2)上的棱镜组件、棱镜调整组件和水泡组件(3)；其中，
棱镜组件设置在开设于底座(2)的棱镜组件安装孔内，其包括自下而上依次设置的棱镜支架(8)、直角棱镜(10)和棱镜压板(9)；棱镜支架(8)能够相对于底座(2)转动地设置在棱镜组件安装孔内，在棱镜支架(8)上部开设有与直角棱镜(10)尺寸与形状相适应的棱镜安装槽，使直角棱镜(10)以直角棱镜镜面与棱镜支架(8)的顶面相平行的方式设置在棱镜安装槽内，直角棱镜(10)通过棱镜压板(9)固定在棱镜安装槽内；
棱镜调整组件和水泡组件(3)分别设置在棱镜支架(8)相邻的两个侧壁邻侧；其中，
棱镜调整组件包括螺钉支架(5)、柱形调整块(6)、上调整螺钉(4)和下调整螺钉(7)；螺钉支架(5)固定在位于棱镜支架(8)邻侧的底座(2)上，其上开设有通槽和对称开设在通槽两侧槽壁上的两个螺钉孔，使上调整螺钉(4)和下调整螺钉(7)分别通过两个螺钉孔对称螺接在通槽两侧的槽壁上；柱形调整块(6)设置在螺钉支架(5)的通槽内，且其一端固定棱镜支架(8)的侧壁上，上调整螺钉(4)和下调整螺钉(7)的顶端分别抵在柱形调整块(6)的对侧侧壁上，以调节直角棱镜(10)棱脊的位置；
水泡组件包括设置在水泡安装座上的圆柱形水泡(304)；水泡安装座一端活动安装在棱镜支架(8)的侧壁上，使其能够相对于棱镜支架(8)发生转动，水泡安装座的另一端设有水泡紧定螺钉，使水泡安装座能够以其与棱镜支架(8)的侧壁呈一定夹角的状态固定在棱镜支架(8)上，实现圆柱形水泡(304)的轴线与直角棱镜(10)的棱脊相平行。


2.根据权利要求1所述的惯性定位定向设备方位引出装置，其特征在于，棱镜支架(8)为一顶端设有环形凸台的柱形结构，使棱镜支架(8)的环形凸台的底端端面压配在底座(2)的顶面上；棱镜支架(8)底端位于底座(2)外侧且其外壁上开设有套装轴向挡圈(15)的环形凹槽，使轴向挡圈(15)局部内嵌在环形凹槽内，而外凸部分抵在底座(2)的底面上，以限制棱镜支架(8)的轴向运动的同时棱镜支架(8)能够相对于底座(2)转动地设置在棱镜组件安装孔内。


3.根据权利要求1所述的惯性定位定向设备方位引出装置，其特征在于，在棱镜支架(8)顶面上且位于棱镜安装槽外周处开设有一环形台阶，且直角棱镜(10)的镜面略高于环形台阶的上端面或与环形台阶的上端面齐平，使棱镜压板(9)通过设置在其底面边缘处的棱镜密封垫(11)分别与棱镜支架(8)以及直角棱镜(10)之间均形成密封；棱镜压板(9)通过分别设置在其四个顶角处的四个压板紧固螺钉固定在棱镜支架(8)上。


4.根据权利要求1所述的惯性定位定向设备方位引出装置，其特征在于，水泡安装座由水泡紧定螺钉(301)、水泡支架(302)、左水泡支撑环(303)、右水泡支撑环(305)、水泡挡盖(306)、小轴(307)、水泡支座(308)、第一水泡支架调整螺钉(309)和第二水泡支架调整螺钉(310)构成；其中，
水泡支架(302)为后端设有开口的筒体，其侧壁上开设有水泡观察窗和石膏注入孔；在水泡支架(302)的前端端面中心处设有调整块，调整块上开设有与水泡支架(302)的轴线方向垂直的第一调整螺孔、第二调整螺孔和固定螺孔，且第一调整螺孔和第二调整螺孔位于固定螺孔两侧；在第一调整螺孔和第二调整螺孔内分别设置有第一水泡支架调整螺钉(309)和第二水泡支架调整螺钉(310)，在固定螺孔内设置有水泡紧定螺钉(30...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡庆中，涂勇强，杨功流，刘晓健，程瑞昭，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11