一种用于深海惯性导航的惯性测量装置，由６个加速度计、３个陀螺、传感器支架、减振材料、减振内外支架和安装面组成。加速度计和陀螺安装在正六面体传感器支架上。支架上再固定减振内支架，减振内支架上固定减振材料，内支架通过减振材料与外支架相连，最后连接到安装面上，安装面上有定位面，用于初始对准时的定位。该测量装置用于深海惯性导航的惯性测量，具有精度高，抗振性能好的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种惯性测量装置的结构，该装置用于深海等无参照情况下的加速度和角速 度的测量，计算机对这些信息进行处理，得到位置信息，达到导航的目的。
技术介绍
惯性导航系统是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的主动式导航系统。惯性 导航的工作环境包括空中、地面和海洋。尤其是在深海导航中，由于GPS导航的方法在深海 中无法得到GPS的信号，此时的导航只能通过惯性导航这种主动的导航方式进行。惯性导航系统建立在牛顿经典力学定律的基础上。由牛顿第二定律可知，外力将对物体 产生一个成比例的加速度。通过测量加速度，用它对时间进行连续积分就可以计算出速度和 位置变化。加速度一般由加速度计测量。需要进行惯性导航，还需要知道加速度计所指的方 向。物体相对于惯性坐标系的转动可以利用陀螺来测量。因此，惯性导航就是用陀螺和加速 度计提供的测量数据确定所在运载体的位置的过程。通过这两种数据的组合，就可以确定该 运载体在惯性坐标系里的平移运动并计算它的位置。惯性测量装置一般采用3个加速度计和3个陀螺。3个加速度计互相垂直安装用于测量3 个方向的加速度。3个陀螺互相垂直安装用于测量3个方向的转动参数。计算机根据得到的 加速度和角度信息进行导航的计算。目前的惯性测量装置一般不采用减振措施，因此在深海导航时，尤其是在运载器下潜和 在深海复杂环境工作时的剧烈晃动会对测量装置造成冲击，影响其测量精度。由于加速度计 本身存在随机的测量误差，3个方向均只使用1个加速度计进行测量的方法也带来了较大的 误差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可用于测量运动物体在空间的姿态、 位置、速度的高精度的惯性测量装置的结构。本专利技术的惯性测量装置结构包括6个加速度计、3个陀螺、传感器支架、减振材料、减振内外支架和安装面。其中传感器支架为正六面体，正六面体的6个面上各有1个腔室，6 个腔室两两同轴，3组腔室呈轴向分布，且3组腔室内的安装平面相互垂直且与正六面体的 面平行。在6个腔室内各安装1个加速度计，其中对装的加速度计1个大量程1个小量程， 用于加速度的测量。六面体中互相垂直的3个面上各安装1个陀螺，用于角速度的测量。六面体的另外3个互相垂直的面上安装3个减振内支架。每个减振内支架朝外的两个面上安装 减振材料，减振材料外安装减振外支架，减振内支架通过减振材料与外支架相连，减振外支 架通过与其成45°的导杆与安装面连接。本专利技术的减振内支架为L形，安装后减振内支架的一个面被固定在传感器支架上，另 一个面正好位于陀螺上方，与陀螺之间留有一定空隙，空隙中填入减振垫。本专利技术的每个减振内支架朝外的两个面上安装圆形的减振材料。减振材料外安装减振外 支架。这样传感器支架与减振内支架为刚性连接；而减振外支架通过减振材料与减振内支架 连接，因此整个传感器装配体(包括传感器支架、6个加速度计、3个陀螺和减振内支架)在 减振材料的作用下，在六个方向上都有一定的活动自由度，可以达到抗冲击的目的。本专利技术的减振外支架通过与其成45。的导杆与安装面连接。安装面与减振外支架之间能 够相对滑动，在初始对准时，通过减振外支架上推杆的推动，使传感器支架与安装面上的定 位面接触，达到对准的目的。在工作时，推杆松开，使传感器支架与定位面脱离。本专利技术的惯性测量装置采用了内部减振措施，能够大大减少高频振动对测量精度的影响。 采用2个不同量程的加速度计作为一组的结构，提高加速度测量的精度。该测量装置用于深 海惯性导航的惯性测量，具有精度高，抗振性能好的优点。 附图说明图1是本专利技术惯性测量装置结构的装配过程I示意图； 图2是本专利技术惯性测量装置结构的装配过程II示意图； 图3是本专利技术惯性测量装置结构的装配过程III示意图； 图4是本专利技术惯性测量装置结构的装配过程IV示意图； 图5是本专利技术惯性测量装置结构的传感器支架示意图； 图6是本专利技术惯性测量装置结构的减振外支架示意图； 图7是本专利技术惯性测量装置结构的安装面示意图。l传感器支架，2加速度计，3陀螺，4减振内支架，5减振垫，6减振材料，7减振外支 架盖、8减振外支架9安装推杆面，IO安装面具体实施方式 实施例1本专利技术的惯性测量装置结构包括6个加速度计、3个陀螺、传感器支架、减振材料、减振内外支架和安装面。惯性测量装置结构的装配过程如图1~4所示。如图1所示，6个加速度计2分别安装在传感器支架1的6个腔体中。大量程和小量程2个加速度计同轴对心安装，3组加速度计互 相垂直。3个陀螺3互相垂直安装在六面体的3个面上。传感器支架1为正六面体，详细情 况如图5所示。图中6个圆柱孔ld两两同轴，3组圆柱孔互相垂直。圆柱孔用于安装加速度 计2。 12个安装陀螺的凸台le， 4个凸台le 1组，在互相垂直的3个面上正好分布3组凸 台le，设立凸台le可以减少对六面体的加工要求，只需保证3组凸台le的互相垂直即可。 在未安装陀螺的3个互相垂直的面上各3个定位点lb。定位点lb用于在初始对准时与定位 面10b接触，确定初始位置。定位时需要其中6点，约束6个方向的自由度。凸台lc用于安 装L形减振内支架，4个凸台lc 一组，在未安装陀螺的3个面上正好各1组。在安装陀 螺的三个面上各存在1个走线孔la，由于安装陀螺的面与陀螺3之间缝隙很小，在陀螺3下 方的加速度计2的线无法通过，因此通过走线孔la将线走至未安装陀螺的3个面。在安装减 振内支架的3个面上各1个走线槽lf，走线槽lf在安装减振内支架4后仍然外露，用于走加 速度计2的线。安装过程II如图2所示。安装3块L形减振内支架4，在凸台lc处固定。安装后减 振内支架4与陀螺3之间存在缝隙，装入3块减振垫5。最后将6块减振材料6安装在减振 内支架4上。减振材料6上有大小两种孔，大孔用于放置螺钉与减振内支架4固定，小孔用 于与减振外支架8和减振外支架盖7固定。由于减振材料6不是刚性结构，为了固定的牢固 性，需要多个固定点。安装过程III如图3所示。此过程为安装减振外支架体。减振外支架体包括两部分3块 减振外支架盖7和1块减振外支架8。先安装减振外支架8，减振外支架8结构如图6所示。 减振材料6嵌入安装减振材料用的孔8b中。螺钉孔8c用于固定减振外支架盖7和减振外支 架8。空隙8d用于露出传感器支架1的定位点lb，使得传感器支架1在初始对准时能定位。 导向块8a用于与安装面10的连接。安装好减振外支架8后，再安装减振外支架盖7。减振 外支架盖7通过螺钉与减振外支架8固定。安装过程IV如图4所示。此过程主要将整个系统与安装面IO连接起来。其中安装推杆面 9用于安装推杆。安装面10详细图如图7所示。其中定位面10b，在初始对准时，与传感器 支架1的定位点lb接触起到定位的作用。导杆10a与导向块8a安装，起到对减振外支架8 的导向作用。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于深海惯性导航的惯性测量装置，包括：６个加速度计、３个陀螺、传感器支架、减振材料、减振内外支架和安装面，其特征是传感器支架（１）为正六面体，正六面体的６个面上各有１个腔室，６个腔室两两同轴，３组腔室呈轴向分布，３组腔室内的安装平面相互垂直且与正六面体的面平行；在６个腔室内各安装一个加速度计（２），其中同轴对装的加速度计（２）为１个大量程和１个小量程作为一组，用于加速度的测量；六面体中互相垂直的３个面上各安装１个陀螺（３），用于角速度的测量；六面体的另外３个互相垂直的面上安装３个减振内支架（４）；每个减振内支架（４）朝外的两个面上安装减振材料（６），减振材料（６）外安装减振外支架，减振内支架（４）通过减振材料（６）与减振外支架相连，减振外支架通过与其成４５°的导杆（１０ａ）与安装面（１０）连接。
【技术特征摘要】
1、一种用于深海惯性导航的惯性测量装置，包括6个加速度计、3个陀螺、传感器支架、减振材料、减振内外支架和安装面，其特征是传感器支架(1)为正六面体，正六面体的6个面上各有1个腔室，6个腔室两两同轴，3组腔室呈轴向分布，3组腔室内的安装平面相互垂直且与正六面体的面平行；在6个腔室内各安装一个加速度计(2)，其中同轴对装的加速度计(2)为1个大量程和1个小量程作为一组，用于加速度的测量；六面体中互相垂直的3个面上各安装1个陀螺(3)，用于角速度的测量；六面体的另外3个互相垂直的面上安装3个减振内支架(4)；每个减振内支架(4)朝外的两个面上安装减振材料(6)，减振材料(6)外安装减振外支架，减振内支架(4)通过减振材料(6)与减振外支架相连，减振外支架通过与其成45°的导杆(10a)与安装面(10)连接。2、 根据权利要求l所述的用于深海惯性导航的惯性测量装置，其特征是减振内支架(4)为L形，安装后减振内支架(4)的一个面被固定在传感器支架(1)上，另一个面位于 陀螺(3)上方，与陀螺(3)之间留有一定空隙，空隙中填入减振垫(5)。3、 根据权利要求1所述的用于深海惯性导航的惯性测量装置，其特征是减振外支架体包括 两部分3块减振外支架盖(7)和1块减振外支架(8);安装好减振外支架(8)后，...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶凌云，宋开臣，程佳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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