一种小型化微惯性寻北仪制造技术

本发明专利技术公开了一种小型化微惯性寻北仪，壳体包括顶盖、底座和航空插头三个部分；导电滑环设置在顶盖的下部，通过其上设置的圆孔与旋转驱动结构的转子上盖旋转轴相连，通过导线与控制电路相连；旋转驱动结构设置在导电滑环下方，包括转子上盖、惯性器件支架、转子支架、惯性器件、无齿槽电机以及角位移传感器；控制电路包括数据采集电路和电机驱动电路，数据采集电路与惯性器件相连，用于采集并传输惯性器件的输出数据，电机驱动电路与导电滑环相连，用于为无齿槽电机控制及供电。本发明专利技术减小了寻北仪体积，更适用于车载导航、地下勘测、及武器制导等领域，并且能单独更换，有利于设备的检测维修。维修。维修。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化微惯性寻北仪


[0001]本专利技术涉及导航定位技术，具体涉及一种低成本、便携式小型化寻北仪。

技术介绍

[0002]高精度导航定位技术被广泛应用于各类军用、民用领域，是智能武器精准制导、高效化军事部署及便捷化民生民产等领域的关键技术。然而，目前的高精度导航定位技术依赖于卫星信号输入，在GPS导航信息丢失的环境下无法精确获取方位信息，致使该技术遭遇应用盲点。陀螺寻北仪作为一种不依赖于外部参考、也不会向外界发射信息的自主式输出真北方位的导航仪器，具有精度高、不受环境因素影响等优势，能够用于各种装备的初始对准、方向控制及作为惯导信息参考，因此可作为卫星定位导航的补充。已有的陀螺寻北仪主要有光纤陀螺寻北仪、激光陀螺寻北仪、以及MEMS陀螺寻北仪等。其中，激光陀螺和光纤陀螺寻北仪受外界影响小、精度较高，但成本昂贵、体积重，MEMS陀螺寻北仪具有可靠性高、功耗低、成本低等优点，但其精度较低，不能直接应用于寻北精度较高的场合。目前，针对MEMS陀螺精度低的问题，一般采用旋转调制技术，使系统误差在一个旋转周期内得到抵消，进而提高寻北精度。然而，由于目前寻北仪的惯性器件与电机驱动模块采用分离式结构，系统体积及重量难以进一步缩减。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提出一种小型化微惯性寻北仪。
[0004]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种小型化微惯性寻北仪，包括壳体、导电滑环、控制电路和旋转驱动结构四个部分，其中：壳体包括顶盖、底座和航空插头三个部分，其中航空插头设置在底座侧边，顶盖和底座闭合形成一个整体；导电滑环设置在顶盖的下部，通过其上设置的圆孔与旋转驱动结构的转子上盖旋转轴相连，通过导线与控制电路相连；旋转驱动结构设置在导电滑环下方，包括转子上盖、惯性器件支架、转子支架、惯性器件、无齿槽电机、以及角位移传感器，转子上盖置于旋转驱动结构顶部，转子上盖通过上表面旋转轴与导电滑环连接，通过外侧圆台安装孔与导电滑环固定，并通过中心圆周安装孔与所述转子支撑架安装孔相连；惯性器件支架位于转子支撑架内部，与转子支撑架底部通过安装孔连接；转子支架位于无齿槽电机内部，其底部的中心轴与底座圆孔连接，转子支架底部内侧圆环设置为无齿槽电机转子的永磁铁；无齿槽电机置于底座上部，用于带动转子及转子内部的惯性器件转动，无齿槽电机包括外周、外环和内环，外周为定子线圈绕组，外环为散热作用的隔热层，内环为定子铁心；所述角位移传感器包括测角转子和测角定子，测角转子置于转子支架大圆环处的安装定位槽内，测角定子通过底座底部安装孔固定，用于同步测角转子检测电机转动状态；控制电路包括数据采集电路和电机驱动电路，数据采集电路与惯性器件相连，用
于采集并传输惯性器件的输出数据，电机驱动电路与导电滑环相连，用于为无齿槽电机控制及供电。
[0005]进一步的，所述顶盖通过安装孔与所述底座连接，底座设有走线槽，用于通过导线将电机驱动电路和导电滑环连接，通过航空插头与外部设备进行数据传输。
[0006]进一步的，所述惯性器件包括陀螺仪和两个加速度计，陀螺仪的敏感轴与水平面平行，置于所述惯性器件支架的内壁面，与两个加速度计垂直，两个加速度计的敏感轴均与水平面平行且相互正交，置于惯性器件支架上表面。
[0007]进一步的，所述数据采集电路包括陀螺仪数据采集电路和加速度计数据采集电路，其中陀螺仪数据采集电路包括陀螺仪及其外围测控电路，通过导线经转子上盖凹槽与导电滑相连，位于惯性器件支架的内壁面，用于为陀螺仪供电及数据传输；加速度计数据采集电路包括加速度计及其外围测控电路，通过导线与陀螺仪数据采集电路相连，位于惯性器件支架的上表面，用于为加速度计供电及数据传输。
[0008]进一步的，所述电机驱动电路位于底座下部凹槽处，其四角处分别设置安装孔，通过安装孔与底座固定。
[0009]进一步的，所述无齿槽电机转子的定子铁心采用软磁铁氧体磁环，无齿槽电机转子的永磁铁采用钦铁硼永磁磁环。
[0010]进一步的，通过航空插头与外部设备相连后为导电滑环供电，导电滑环通过导线为数据采集电路和惯性器件供电，根据传输的电机控制指令，电机驱动电路通过电机控制指令控制无齿槽电机转动，电机转动带动转子及转子内部的惯性器件和测角转子转动，惯性器件和测角转子的数据通过数据采集电路采集并传输至电机驱动电路进行数据处理，处理后的数据通过航空插头传输至外部设备。
[0011]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：通过采用惯性支撑架、转子和无齿槽电机一体化结构，减小了寻北仪体积，更适用于车载导航、地下勘测、及武器制导等领域；通过采用惯性器件、旋转结构和电机控制电路的分别装配，能单独更换，有利于设备的检测维修。
附图说明
[0012]图1是本专利技术一种小型化微惯性寻北仪的整体结构图。
[0013]图2是本专利技术一种小型化微惯性寻北仪的转子上盖的结构图。
[0014]图3是本专利技术一种小型化微惯性寻北仪的转子支撑架的底部结构图。
[0015]图4是本专利技术一种小型化微惯性寻北仪的底座及电机电路部件结构图。
实施方式
[0016]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0017]如图1所示，本专利技术提供一种小型化微惯性寻北仪，该寻北仪包括壳体、导电滑环101、旋转驱动结构、以及控制电路四个部分组成。
[0018]壳体包括顶盖201、底座202和航空插头203三个部分，其中航空插头203设置在底座202侧边，顶盖201和底座202闭合形成一个整体；导电滑环101设置在顶盖201的下部，通
过圆孔与转子上盖旋转轴1101连接，为控制电路供电；控制电路与导电滑环101通过导线相连，利用惯性器件和电机的反馈数据实现电机的闭环驱动控制，控制电路包括数据采集电路150和电机驱动电路141；旋转驱动结构包括转子上盖111、惯性器件支架123、转子支架124、惯性器件、无齿槽电机160、以及角位移传感器，该旋转驱动结构设置在导电滑环101下方，通过转子上盖的旋转轴1101与导电滑环101相连，并通过转子支架的中心轴117与底座202相连。
[0019]上述实施例中，控制电路包括数据采集电路150和电机驱动电路141，数据采集电路150用于采集并传输惯性器件的输出数据，电机驱动电路141用于控制电机转动；数据采集电路150包括陀螺仪数据采集电路121和加速度计数据采集电路122；陀螺仪的敏感轴与水平面平行，置于所述惯性器件支架123的内壁面，与两个加速度计垂直，所述陀螺仪数据采集电路121包括陀螺仪及其外围测控电路，通过导线经转子上盖凹槽1102与导电滑环101相连，位于惯性器件支架123的内壁面，用于为高精度陀螺仪供电及数据传输；两个加速度计的敏感轴均与水平面平行且相互正交，置于惯性器件支架123上表面，所述加速度计数据采集电路122包括加速度计及其外围测控电路，通过导线与陀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化微惯性寻北仪，其特征在于，包括壳体、导电滑环、控制电路和旋转驱动结构四个部分，其中：壳体包括顶盖、底座和航空插头三个部分，其中航空插头设置在底座侧边，顶盖和底座闭合形成一个整体；导电滑环设置在顶盖的下部，通过其上设置的圆孔与旋转驱动结构的转子上盖旋转轴相连，通过导线与控制电路相连；旋转驱动结构设置在导电滑环下方，包括转子上盖、惯性器件支架、转子支架、惯性器件、无齿槽电机、以及角位移传感器，转子上盖置于旋转驱动结构顶部，转子上盖通过上表面旋转轴与导电滑环连接，通过外侧圆台安装孔与导电滑环固定，并通过中心圆周安装孔与所述转子支撑架安装孔相连；惯性器件支架位于转子支撑架内部，与转子支撑架底部通过安装孔连接；转子支架位于无齿槽电机内部，其底部的中心轴与底座圆孔连接，转子支架底部内侧圆环设置为无齿槽电机转子的永磁铁；无齿槽电机置于底座上部，用于带动转子及转子内部的惯性器件转动，无齿槽电机包括外周、外环和内环，外周为定子线圈绕组，外环为散热作用的隔热层，内环为定子铁心；所述角位移传感器包括测角转子和测角定子，测角转子置于转子支架大圆环处的安装定位槽内，测角定子通过底部安装孔固定，用于同步测角转子检测电机转动状态；控制电路包括数据采集电路和电机驱动电路，数据采集电路与惯性器件相连，用于采集并传输惯性器件的输出数据，电机驱动电路与导电滑环相连，用于为无齿槽电机控制及供电。2.根据权利要求1所述的小型化微惯性寻北仪，其特征在于，所述顶盖通过安装孔与所述底座连接，底座设有走线槽，用于通过导线将电机驱动电路和导电滑环连接，通过航空插头与外部设...

【专利技术属性】
技术研发人员：高子然，周同，吴奇龙，谢锦宣，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：