一种激光陀螺减重腔体结构制造技术

本发明专利技术属于激光陀螺技术，具体涉及一种旨在减小抖动激光陀螺三轴耦合的陀螺减重腔体结构。其中包括腔体、反射镜、阳极、阴极，相比于传统的非减重激光陀螺腔体结构，减重腔体结构采取了棱边减重，腔体外边缘开槽减重，工艺孔增大，增加减重工艺孔等措施，实现腔体减重；转动惯量减小。减小陀螺三轴工作时的耦合力矩，从而减小台体工作时陀螺的轴间耦合，提高激光陀螺的在台体工作的精度。陀螺的在台体工作的精度。陀螺的在台体工作的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种激光陀螺减重腔体结构


[0001]本专利技术属于激光陀螺技术，具体涉及一种激光陀螺减重腔体结构。

技术介绍

[0002]对于抖动激光陀螺，在IMU上工作时，三轴陀螺同时抖动，每一轴陀螺工作时产生的反向力矩都将作用台体上，使其产生与自身抖动频率相同的周期性振动，该振动作用在其余两轴陀螺上，对其形成耦合干扰，影响陀螺性能，进而导致系统精度下降。如何提高抖动激光陀螺三轴工作与单轴工作的一致性是亟待解决的技术问题，尤其是针对高精度抖动激光陀螺，更为迫切。
[0003]传统的解决方法是，增加台体设计的质量，提高台体刚度，减小陀螺抖动时对台体的周期性振动幅度，从而达到减小陀螺轴间耦合的作用；其缺点在于增加台体质量和体积，限制其应用场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：提供一种能够在不改变台体结构的前提下，有效减少台体耦合，提升陀螺精度的激光陀螺减重腔体结构。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种激光陀螺减重腔体结构，包括:腔体1、四个反射镜2、两个阳极3以及阴极4；
[0007]所述腔体为长方体，且上下两个表面为正方形，腔体开有与正方形表面垂直的中心大孔；中心大孔四周开有矩形环状毛细孔，所述毛细孔轴心连线位于腔体1/2高度平面内，
[0008]在矩形环状毛细孔四角设置四个反射镜；
[0009]所述腔体一个长方形表面中心处安装阴极，与之垂直的两个长方形表面中心处对称安装两个阳极，且阴极、阳极和反射镜通过毛细孔导通；
[0010]腔体1的毛细孔11与中心大孔16之间设有减重孔13和工艺孔12；
[0011]腔体的四个长方形表面设有减重槽14和棱边减重15。
[0012]进一步，工艺孔和减重孔的数量均为八个，且工艺孔12与减重孔13围绕中心大孔16均匀分布，且沿阴极4中心轴线对称。
[0013]进一步，所述工艺孔12孔径大于减重孔13的孔径。
[0014]进一步，减重槽14位于阴极和/或阳极的中心轴线与反射镜之间，所述减重槽横截面为U型，且减重槽贯穿腔体上下正方形表面。
[0015]进一步，在所述腔体上下两个正方形表面边缘四条棱边分别进行切角作为棱边减重；四个切角平面均与正方形表面呈45
°
角；
[0016]棱边减重15关于腔体1/2高度平面对称，切角宽度与腔体减重槽14深度相同。
[0017]进一步，腔体外边缘减重槽14两侧为光滑圆弧过渡，圆弧半径大于或等于槽宽。
[0018]进一步，矩形环状毛细孔四角所在区域的腔体设有45
°
切角作为反射镜安装面；
[0019]减重槽边缘14距离反射镜2和阴极、阳极安装面的距离大于3mm。
[0020]进一步，减重槽14采用非对称设计，用于使得激光陀螺减重腔体结构整体质心位于中心大孔16轴线上。
[0021]抖动激光陀螺在台体上三轴同时工作时，任一轴向的陀螺抖动都会在其他两个轴向上引入角振动误差，引入的角振动误差与陀螺自身的重量、转动惯量和台体的刚度、重量相关；陀螺角振幅不变，台体刚度、重量不变的条件下，陀螺自身重量越大、转动惯量大，在其他两个轴向引入的角振动误差越大。本方案，在台体刚度、重量不变的条件下，通过腔体减重，降低陀螺转动惯量，减小陀螺抖动在其他两个轴向上引入角振动误差，达到减小台体三轴耦合，提升陀螺在台体上的测试精度。
[0022]本方案在保证反射镜及电极安装后，一方面通过增加腔体外边缘的减重槽和棱边减重，在减小重量的同时，有效降低陀螺转动惯量；；另一方面，通过增大工艺孔径、增加减重孔，去除毛细孔与中心大孔之间无实际功能性需求的实体，进一步减小腔体重量和转动惯量。
[0023]本专利技术的优点是：本专利技术结合转动惯量、抖动反力矩作用机理，在保证谐振腔功能基础上，采用增大工艺孔，增加减重孔；毛细孔与腔体外边缘增加减重槽及棱边减重；以通过去除腔体上无功能性的部分材料，实现腔体减重，最大限度的减小腔体转动惯量，减小台体三轴陀螺工作时相互间的轴间耦合，改善陀螺精度。
附图说明
[0024]图1是激光陀螺减重腔体结构俯视示意图；
[0025]图2是激光陀螺减重腔体结构前视示意图；
[0026]图3是传统的激光陀螺非减重腔体结构示意图；
[0027]其中附图标记为：1
‑
腔体，2
‑
反射镜，3
‑
阳极，4
‑
阴极，11
‑
毛细孔，12
‑
工艺孔，13
‑
减重孔，14
‑
减重槽，15
‑
棱边减重，16
‑
中心大孔
具体实施方式
[0028]下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：
[0029]激光陀螺腔体结构，包括腔体、四个反射镜、阳极以及阴极，其中，四个反射镜设置在腔体装配反射镜的区域，阳极和阴极设置在上述四个反射镜之间的腔体上，且所述四个反射镜以及阳极和阴极均通过腔体内的毛细孔导通。
[0030]传统的激光陀螺非减重腔体，如图3所示，环光路一周为毛细孔，毛细孔四个角装配反射镜，阴极居中，阳极两侧对称装配，腔体上8个工艺孔。毛细孔到腔体外壁有一定距离，在保证反射镜及电极安装后，腔体外边沿仍有很大一部分无实际功能性需求；毛细孔与中心大孔之间有一定距离，除8个工艺孔外，还存在过多的实体连接，使得腔体质量增加、转动惯量增大，当陀螺在台体上工作时，三轴陀螺同时抖动，每一轴陀螺工作时产生的反向力矩都将作用在台体上，使其产生与自身抖动频率相同的周期性振动，该振动作用在其余两轴陀螺上，形成耦合干扰，影响陀螺性能，进而导致系统精度下降。
[0031]本文采用激光陀螺减重腔体结构，如图1所示。腔体1的毛细孔11与中心大孔16之间增大工艺孔12，增加减重孔13；毛细孔11与腔体外边缘增加减重槽14及棱边减重15；通过
去除腔体上无功能性的部分材料，实现腔体减重。
[0032]陀螺工作时，抖动轴心为腔体中心大孔16的轴心，由于转动惯量与重量成正比、与距离平方成正比，因此腔体外边缘的减重槽14和棱边减重15可以显著减小转动惯量，从而减小陀螺工作时作用在其他轴向上的振动误差。毛细孔11与中心大孔16之间，增大原来的工艺孔12，并增加减重孔13，工艺孔12与减重孔13围绕中心大孔16对称分布。腔体四个外边缘的减重槽14采用非对称设计，在保证反射镜2、阳极3阴极4装配的前提下，兼顾陀螺质心，保证陀螺质心位于中心大孔16的轴心。
[0033]技术效果：
[0034]该减重腔体结构的优点在于，不同于通过改变台体结构、增加台体重量改善陀螺轴间耦合的方法。减重腔体方案首先通过腔体1的毛细孔11与中心大孔16之间增大工艺孔12，增加减重孔13；毛细孔11与腔体外边缘增加减重槽14及棱边减重15，去除腔体上无功能性的部分材料，实现腔体减重，减小转动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光陀螺减重腔体结构，其特征在于:所述结构包括:腔体(1)、四个反射镜(2)、两个阳极(3)以及阴极(4)；所述腔体为长方体，且上下两个表面为正方形，腔体开有与正方形表面垂直的中心大孔；中心大孔四周开有矩形环状毛细孔，所述毛细孔轴心连线位于腔体1/2高度平面内，在矩形环状毛细孔四角设置四个反射镜；所述腔体一个长方形表面中心处安装阴极，与之垂直的两个长方形表面中心处对称安装两个阳极，且阴极、阳极和反射镜通过毛细孔导通；腔体(1)的毛细孔(11)与中心大孔(16)之间设有减重孔(13)和工艺孔(12)；腔体的四个长方形表面设有减重槽(14)和棱边减重(15)。2.根据权利要求1所述的激光陀螺减重腔体结构，其特征在于：工艺孔和减重孔的数量均为八个，且工艺孔(12)与减重孔(13)围绕中心大孔(16)均匀分布，且沿阴极(4)中心轴线对称。3.根据权利要求1所述的激光陀螺减重腔体结构，其特征在于：所述工艺孔(12)孔径大于减重孔(13)的孔径。4.根据权利要求1所述的激光陀螺减重腔体结构，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦光，郭昕，鲁卫国，党敏，张阳博，张波，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：