一种惯性测量装置，由安装架、陀螺组件、加速度计组件和电路组成。安装架为一体化结构，包括内结构体与外结构体，内结构体与外结构体通过一体化加工出的筋相连，或通过内结构体的侧壁与外结构体相连，内结构体安装加速度计组件，外结构体安装陀螺组件与电路，并可实现加速度计与陀螺仪的冗余安装。本发明专利技术采用一体化结构，实现了惯性组件的紧凑安装，减小了杆臂效应，缩减了装置的体积和重量，本发明专利技术可实现减振安装，适应恶劣振动环境，适用于位置姿态系统以及捷联惯性导航系统，可应用于各类运载体运动参数的测量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到一种惯性测量装置，属于导航、制导与控制
，用于测量载体的加 速度和旋转角速率，适用于位置姿态系统以及捷联惯性导航系统。
技术介绍
惯性测量装置是导航、制导与控制系统中用于获取运载体运动参数的重要敏感部件， 是惯性导航系统的重要组成部分， 一般由惯性传感器组件、安装架和相应的电子龟路组成。 惯性传感器组件通常包括三只单轴陀螺仪或两只双轴陀螺仪和三只单轴加速度计，惯性传感 器组件敏感轴通常采用正交布局方式三只加速度计的敏感轴两两垂直且三轴正交于空间同 一点，三只陀螺仪的敏感轴在空间两两垂直且与对应轴向加速度计的敏感轴相互平行，三只 加速度计在空间上尽量靠拢，这种布局方式可以直接测得运载体角速率和比力在三个相互正 交轴上的分量；安装架为惯性组件提供定位安装基准，保证惯性组件敏感轴的正交布局；电 子电路部分包括惯性组件的部分电路以及必要的惯性组件的信号调理与转换电路。惯性测量 单元通过加速度计测量载体运动加速度，通过陀螺仪测量载体运动角速度。惯性测量单元提 供的载体运动参数通过导航解算获取载体的位置、姿态和速度等导航、制导与控制系统所需 参数。目前，国内研制的惯性测量装置，安装架一般采用一个六面体，3个陀螺正交安装于其中三个相互正交面，3个加速度计正交安装于另外三个相互正交面的中心，加速度计相互之间距离较远，增大了杆臂效应的影响，同时由于陀螺和加速度计均安装于六面体的表面，存 在体积大、重量大的问题。美国专利US 6412346 B2提出一种基于金字塔状安装架的紧凑惯性测量装置，金字塔 状安装架为一体化结构，包括三组一体的陀螺安装面和加速度计安装孔，加速度计安装孔位 于陀螺安装面的中心，实现了光纤陀螺和加速度计的紧凑安装，但当陀螺体积较太时，陀螺 安装面尺寸变大，加速度计安装孔间的距离相应变大，加速度计的安装不紧凑，从而增大了 杆臂效应；中国专利ZL200520011478.0提出了一种微小型捷联惯性测量组合机械骨架，该 机械骨架也为一体化结构，也包括三组一体的陀螺安装面和加速度计安装孔，加速度计安装 孔位于陀螺安装面的中心，实现三轴一体光纤陀螺和加速度计的紧凑安装，但当光纤陀螺体 积较大时，陀螺安装面尺寸变大，加速度计安装孔间的距离相应变大，加速度计的安装不紧 凑，从而增大了杆臂效应；中国专利200610011581. 4提出一种基于T型结构体的惯性测量装置，实现了光纤陀螺和MEMS加速度计的紧凑安装，中国专利200610011562. l提出一种基 于T形空心架的惯性测量单元，实现了 MEMS惯性器件的安装，但是两者均采用T型结构， 其中加速度计仅适宜选用小体积的MEMS加速度计，当选用石英加速度计等体积较大的加速 度计时，T型结构必须增大尺寸并设计加速度计安装孔后才能安装，而当选用的光纤陀螺体 积较大时，陀螺安装面尺寸变大，加速度计安装孔间的距离仍会相应变大，从而增大杆臂效 应。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种惯性测量装置，实现陀螺与加速度计 的紧凑安装，特别是保证了加速度计相互间的距离不随陀螺尺寸的增大而变大，降低杆臂效 应的影响，实现运动载体运动加速度和旋转角速率的高精度测量。 本专利技术的技术解决方案是-第一种解决方案为 一种惯性测量装置，由安装架、陀螺组件、加速度计组件和电路 组成，其中安装架为一体化结构，包括外结构体和内结构体，外结构体与内结构体通过一体 化加工出的4个筋相连，外结构体为长方体，包括一个基准面和6个安装面，安装面用来安装陀螺和电路，外结构体的底板上设有4个通孔，通过4个通孔将安装架安装到运载体上， 内结构体为长方体，包括5个加速度计安装面，分别设有加速度计安装孔和螺纹孔，用来安装加速度计，使加速度计敏感轴正交于空间同一点，并且加速度计敏感轴与相应轴向陀螺的 敏感轴平行。外结构体和内结构体也可通过内结构体的侧壁与外结构体的底板相连，或同时通过4个筋以及内结构体的侧壁与外结构体相连。第二种解决方案为 一种惯性测量装置，由安装架、陀螺组件、加速度计组件和电路组成，安装架为一体化结构，包括外结构体和内结构体，外结构体与内结构体通过一体化加工出的4个筋相连，外结构体为长方体，包括一个基准面和6个安装面，安装面用来安装陀 螺和电路，外结构体的底板上设有4个通孔，通过4个通孔将安装架安装到运载体上，内结 构体为长方体，包括3个加速度计安装面，分别设有加速度计安装孔和螺纹孔，用以安装3 个加速度计，使加速度计敏感轴正交于空间同一点，并且加速度计敏感轴与相应轴向陀螺的 敏感轴平行。外结构体和内结构体也可通过内结构体的侧壁与外结构体的底板相连，或同时 通过4个筋以及内结构体的侧壁与外结构体相连。第三种解决方案为 一种惯性测量装置，由安装架、陀螺组件、加速度计组件和电路 组成，安装架为一体化结构，包括外结构体和内结构体，外结构体与内结构体通过一体化加 工出的4个筋相连，外结构体为长方体，包括一个基准面、3个陀螺安装面和3个电路安装 面，外结构体的底板上设有4个通孔，通过4个通孔将安装架安装到运载体上，内结构体为长方体，包括5个加速度计安装面，'分别设有加速度计安装孔和螺纹孔，用于安装加速度计，使加速度计敏感轴正交于空间同一点，并且加速度计敏感轴与相应轴向陀螺的敏感轴平行。 外结构体和内结构体也可通过内结构体的侧壁与外结构体的底板相连，或伺时通过4个筋以及内结构体的侧壁与外结构体相连。第四种解决方案为 一种惯性测量装置，由安装架、陀螺组件、加速度计组件和电路 组成，安装架为一体化结构，包括外结构体和内结构体，外结构体与内结构体通过一体化加 工出的4个筋相连，外结构体为长方体，包括一个基准面、3个陀螺安装面和3个电路安装 面，安装面均与基准面相互垂直或平行，外结构体的底板上设有4个通孔，通过4个通孔将 安装架安装到运载体上，内结构体为长方体，包括3个加速度计安装面，分别设有加速度计 安装孔和螺纹孔，用来安装3个加速度计，使加速度计敏感轴正交于空间同一点，并且加速 度计敏感轴与相应轴向陀螺的敏感轴平行。外结构体和内结构体也可通过内结构体的侧壁与 外结构体的底板相连，或同时通过4个筋以及内结构体的侧壁与外结构体相连。上述4种解决方案安装架的外结构体的4个棱的下部或中间位置可设置4个凸台，凸 台上设有通孔，通过凸台及其通孔采用螺钉将安装架安装到运载体上。为了适应恶劣的应用环境，提高可靠性，安装架通过一体化铣削加工或铸造而成，选 用具有高强度、高刚度和低密度特点的铝合金、钛合金、镁合金等材料，保证安装架的刚度， 降低质量，同时考虑安装架的抗振性能，尽量提高谐振频率，使安装架适应恶劣振动环境。本专利技术的原理是安装架通过一体化加工而成，包括外结构体和内结构体，外结构体和 内结构体均为长方体，二者通过一体化加工出的筋相连，或通过内结构体的侧壁与外结构体 相连，外结构体设有陀螺安装面和电路安装面，用于陀螺的正交安装与电路的安装，外结构 体可以安装3个陀螺，还可以同时安装2个冗余陀螺，外结构体4个棱的中间位置可设置4 个凸台，实现安装架的减振安装；内结构体设有加速度计安装面，各安装面设有加速度计安 装孔和螺纹孔，可以正交安装3个加速度计，还可以同时安装2个冗余加速度计本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种惯性测量装置，由安装架、陀螺组件、加速度计组件和电路组成，其特征在于：安装架为一体化结构，包括外结构体（１１）和内结构体（１２），外结构体（１１）与内结构体（１２）通过一体化加工出的４个筋（１）、（２）、（３）、（４）相连，外结构体（１１）为含有４个棱（６１）、（６２）、（６３）、（６４）的长方体，包括一个基准面（１０７）和６个用于安装陀螺与电路的安装面（１０１）、（１０２）、（１０３）、（１０４）、（１０５）、（１０６），外结构体（１１）的底板（６）上设有４个通孔（６６），用于将安装架安装到运载体上，内结构体（１２）为长方体，包括５个加速度计安装面（２０１）、（２０２）、（２０３）、（２０４）、（２０５），相应安装面设有加速度计安装孔（５１）、（５２）、（５３）、（５４）、（５５）和螺纹孔，用来安装加速度计，可使加速度计敏感轴正交于空间同一点。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：房建成，李金涛，郦吉臣，常庆之，韩邦成，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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