振动式陀螺重力及加速度影响消除系统及消除方法技术方案

本发明专利技术公开了一种振动式陀螺重力及加速度影响消除系统及消除方法，该振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，包括第一陀螺组件和第二陀螺组件；第一陀螺组件包括外框架和设于外框架内的第一内部组件，第一内部组件包括第一质量框架、第一敏感质量块，第一敏感质量块沿第一方向的两端分别连接一第一振弦，第一敏感质量块沿第二方向的两端分别连接一第一张紧不锈钢丝，第二陀螺组件包括第二内部组件，第一陀螺组件和第二陀螺组件在同一平面内，且两者水平同轴，第一内部组件和第二内部组件的结构完全相同。本发明专利技术能够消除利用科氏效应的振动陀螺敏感质量块重力带来的影响。有利于促进振动陀螺精度进一步提升、以及扩大振动陀螺的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
振动式陀螺重力及加速度影响消除系统及消除方法
本专利技术涉及陀螺仪
，特别是涉及一种振动式陀螺重力及加速度影响消除系统及消除方法。
技术介绍
陀螺是惯性导航系统的一种基础性核心器件，具有军民两用性。在军事上，它可用于战术导弹、智能炸弹的制导和微型卫星的姿态控制；在民用方面，它可用于汽车的自动驾驶和安全防护系统以及工业机器人、大地测量、石油钻探、矿山开采、隧道工程、海洋开发等的定位定向系统。陀螺发展至今，人们已经研制出多种不同形式的陀螺，有转子式陀螺、光学陀螺和振动式陀螺等。其中，振动式陀螺是目前广泛使用的一种。但基于科氏效应原理的振动式陀螺大都没有考虑敏感质量块的重力带来的不可忽视的影响，应用范围比较单一，随着市场对高精度、可靠性高的惯性导航系统需求越来越高，惯性导航系统精度必须得到不断提升。根据目前补偿方法，无法消除利用科氏效应的振动陀螺敏感质量块重力带来的不可忽视的影响，这样就成为制约惯导精度进一步提升的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种振动式陀螺重力及加速度影响消除系统及消除方法，以消除利用科氏效应的振动陀螺敏感质量块重力带来的影响。一种振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，包括第一陀螺组件和第二陀螺组件；所述第一陀螺组件包括外框架和设于所述外框架内的第一内部组件，所述第一内部组件包括第一质量框架和设于所述第一质量框架内的第一敏感质量块，所述外框架与所述第一质量框架之间连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧与驱动导线连接，所述第一敏感质量块沿第一方向的两端分别连接一第一振弦，且所述第一振弦与所述第一质量框架连接，所述第一敏感质量块沿第二方向的两端分别连接一第一张紧不锈钢丝，且所述第一张紧不锈钢丝与所述第一质量框架连接，两个所述第一振弦分别与一个第一检测导线连接，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第二陀螺组件包括第二内部组件，所述第二内部组件包括第二质量框架和设于所述第二质量框架内的第二敏感质量块，所述第二敏感质量块沿所述第一方向的两端分别连接一第二振弦，且所述第二振弦与所述第二质量框架连接，所述第二敏感质量块沿所述第二方向的两端分别连接一第二张紧不锈钢丝，且所述第二张紧不锈钢丝与所述第二质量框架连接，两个所述第二振弦分别与一个第二检测导线连接；所述第一陀螺组件和所述第二陀螺组件在同一平面内，且两者水平同轴，所述第一内部组件和所述第二内部组件的结构完全相同，所述第一振弦和所述第二振弦保持在同一条直线上。上述振动式陀螺重力及加速度影响消除系统的消除方法，包括：通过DSP测频电路分别对所述第一敏感质量块两边的所述第一振弦、以及所述第二敏感质量块两边的所述第二振弦进行测频，以得到频率；对测得的频率差分求解，以解算出所述第一敏感质量块的哥氏力；根据所述第一敏感质量块的哥氏力计算出所述第一陀螺组件的角速度。根据本专利技术提出的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统及消除方法，能够实现将角速度变化通过哥氏效应转换成哥氏力变化再转换成振弦固有频率变化，这样，通过检测质量块两端振弦的固有频率就能得出陀螺的角速度，完全消除了振动式陀螺在工作时敏感质量块受重力、加速度等带来的影响，且本专利技术具有简单、便捷的优点，有利于促进振动陀螺精度进一步提升、以及扩大振动陀螺的应用范围。另外，根据本专利技术提供的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，所述支撑弹簧的数量为两个，两个所述支撑弹簧对称设于所述第一质量框架的两端，且两个所述支撑弹簧沿所述第一方向设置。进一步地，所述第一张紧不锈钢丝上的预紧力大于所述第一振弦上的预紧力。另外，根据本专利技术提供的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统的消除方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，对测得的频率差分求解对测得的频率差分求解，以解算出所述第一敏感质量块的哥氏力的步骤中，采用下式计算所述第一敏感质量块的哥氏力Fk：两个所述第一振弦上的拉力F1、F2分别为：F1＝F0+Fk+Fg+FaF2＝F0-Fk-Fg-Fa其中，F0为所述第一振弦的预紧力，Fg为所述第一振弦方向的重力分量，Fa为所述第一振弦方向作用加速度产生的作用力，Fk为哥氏力；两个所述第二振弦上的拉力F3、F4分别为：F3＝F0+Fg+FaF4＝F0-Fg-Fa将F1，F2，F3，F4分别带入频率计算公式，得到两个所述第一振弦的固有频率f1和f2表达式为：得到两个所述第二振弦的固有频率f3和f4表达式为：则:所述第一敏感质量块受到的合力为：所述第二敏感质量块受到的合力为：所述第一敏感质量块受到的哥氏力为：Fk＝2mωv＝FmA-FmB＝2ρl2[(f12-f22)-(f32-f42)]；其中，ω为所述第一陀螺组件的角速度。进一步地，根据所述第一敏感质量块的哥氏力计算出所述第一陀螺组件的角速度的步骤中，采用下式计算所述第一陀螺组件的角速度ω：附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为第一陀螺组件的结构示意图；图2为第一敏感质量块的受力分析图；图3为振动式陀螺重力及加速度影响消除系统的结构示意图；图4为第一敏感质量块和第二敏感质量块的受力分析图。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术的一实施例提出的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，包括第一陀螺组件和第二陀螺组件。请参阅图1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，其特征在于，包括第一陀螺组件和第二陀螺组件；/n所述第一陀螺组件包括外框架和设于所述外框架内的第一内部组件，所述第一内部组件包括第一质量框架和设于所述第一质量框架内的第一敏感质量块，所述外框架与所述第一质量框架之间连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧与驱动导线连接，所述第一敏感质量块沿第一方向的两端分别连接一第一振弦，且所述第一振弦与所述第一质量框架连接，所述第一敏感质量块沿第二方向的两端分别连接一第一张紧不锈钢丝，且所述第一张紧不锈钢丝与所述第一质量框架连接，两个所述第一振弦分别与一个第一检测导线连接，所述第一方向与所述第二方向垂直；/n所述第二陀螺组件包括第二内部组件，所述第二内部组件包括第二质量框架和设于所述第二质量框架内的第二敏感质量块，所述第二敏感质量块沿所述第一方向的两端分别连接一第二振弦，且所述第二振弦与所述第二质量框架连接，所述第二敏感质量块沿所述第二方向的两端分别连接一第二张紧不锈钢丝，且所述第二张紧不锈钢丝与所述第二质量框架连接，两个所述第二振弦分别与一个第二检测导线连接；/n所述第一陀螺组件和所述第二陀螺组件在同一平面内，且两者水平同轴，所述第一内部组件和所述第二内部组件的结构完全相同，所述第一振弦和所述第二振弦保持在同一条直线上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，其特征在于，包括第一陀螺组件和第二陀螺组件；
所述第一陀螺组件包括外框架和设于所述外框架内的第一内部组件，所述第一内部组件包括第一质量框架和设于所述第一质量框架内的第一敏感质量块，所述外框架与所述第一质量框架之间连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧与驱动导线连接，所述第一敏感质量块沿第一方向的两端分别连接一第一振弦，且所述第一振弦与所述第一质量框架连接，所述第一敏感质量块沿第二方向的两端分别连接一第一张紧不锈钢丝，且所述第一张紧不锈钢丝与所述第一质量框架连接，两个所述第一振弦分别与一个第一检测导线连接，所述第一方向与所述第二方向垂直；
所述第二陀螺组件包括第二内部组件，所述第二内部组件包括第二质量框架和设于所述第二质量框架内的第二敏感质量块，所述第二敏感质量块沿所述第一方向的两端分别连接一第二振弦，且所述第二振弦与所述第二质量框架连接，所述第二敏感质量块沿所述第二方向的两端分别连接一第二张紧不锈钢丝，且所述第二张紧不锈钢丝与所述第二质量框架连接，两个所述第二振弦分别与一个第二检测导线连接；
所述第一陀螺组件和所述第二陀螺组件在同一平面内，且两者水平同轴，所述第一内部组件和所述第二内部组件的结构完全相同，所述第一振弦和所述第二振弦保持在同一条直线上。


2.根据权利要求1所述的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，其特征在于，所述支撑弹簧的数量为两个，两个所述支撑弹簧对称设于所述第一质量框架的两端，且两个所述支撑弹簧沿所述第一方向设置。


3.根据权利要求1所述的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统，其特征在于，所述第一张紧不锈钢丝上的预紧力大于所述第一振弦上的预紧力。


4.权利要求1所述的振动式陀螺重力及加速度影响消除系统的消除方法，其特征在于，包括：
通过DSP测频电路分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志龙，杨柳，
申请(专利权)人：南昌理工学院，
类型：发明
国别省市：江西;36