[发明专利]一种小型化旋转式微惯性测量装置

说明书

本发明涉及旋转调制惯导系统，具体是一种小型化旋转式微惯性测量装置。本发明解决了现有旋转调制惯导系统结构复杂、可靠性低、导航精度差的问题。一种小型化旋转式微惯性测量装置，包括外筒、圆形顶盖、圆形底盖、轴向陀螺仪、轴承、内筒、圆形固定盘、光电编码器、IMU、多路数据采集板、联轴器、直流无刷伺服电机、电机控制板；其中，外筒的上端和下端均设有敞口；圆形顶盖封盖于外筒的上端敞口，且圆形顶盖的中央贯通开设有半圆形通孔；圆形底盖封盖于外筒的下端敞口，且圆形底盖的上表面中央开设有矩形卡槽；轴向陀螺仪安装固定于外筒的内腔；轴承的数目为两个；内筒的上端设有敞口、下端设有端壁。本发明适用于航海与航空领域。

技术领域

本发明涉及旋转调制惯导系统，具体是一种小型化旋转式微惯性测量装置。

背景技术

旋转调制惯导系统是指运用了旋转调制技术（一种误差自补偿技术）的惯性导航系统，其主要应用于航海与航空领域。现有的旋转调制惯导系统主要分为两种：第一种是半实物的旋转调制惯导系统，该系统是将激光或光纤捷联惯性测量系统安装在三轴位置转台上，利用高精度的位置速率转台作为旋转系统的驱动模块，转台能够实时输出载体和转台的相对转角数据。第二种是集成的旋转调制惯导系统，该系统是利用力矩电机等小型装置作为旋转系统的驱动模块，采用光电编码器测量载体和IMU的相对转角数据。该系统的光电编码器置于电机和IMU之间，因此需要为光电编码器配备单独的采集电路，由此导致系统的结构复杂。此外，该系统为了实现超过360°的旋转，需要配备导电滑环，由此导致系统的可靠性降低。以上两种旋转调制惯导系统共同存在的问题是：IMU测量姿态数据的时间和光电编码器测量相对转角数据的时间不同步，由此导致系统存在旋转分解误差，从而导致系统的导航精度变差。基于此，有必要发明一种全新的旋转调制惯导系统，以解决现有旋转调制惯导系统结构复杂、可靠性低、导航精度差的问题。

发明内容

本发明为了解决现有旋转调制惯导系统结构复杂、可靠性低、导航精度差的问题，提供了一种小型化旋转式微惯性测量装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种小型化旋转式微惯性测量装置，包括外筒、圆形顶盖、圆形底盖、轴向陀螺仪、轴承、内筒、圆形固定盘、光电编码器、IMU、多路数据采集板、联轴器、直流无刷伺服电机、电机控制板；其中，外筒的上端和下端均设有敞口；圆形顶盖封盖于外筒的上端敞口，且圆形顶盖的中央贯通开设有半圆形通孔；圆形底盖封盖于外筒的下端敞口，且圆形底盖的上表面中央开设有矩形卡槽；轴向陀螺仪安装固定于外筒的内腔；轴承的数目为两个；内筒的上端设有敞口、下端设有端壁；内筒的上部和下部分别通过两个轴承转动装配于外筒的内腔上部，且内筒的轴线与外筒的轴线重合；圆形固定盘封盖于内筒的上端敞口，且圆形固定盘的中央贯通开设有圆形通孔；光电编码器的定子安装固定于内筒的内腔上部，且光电编码器的转轴端穿过圆形固定盘上的圆形通孔插接固定于圆形顶盖上的半圆形通孔内；IMU安装固定于内筒的内腔下部；多路数据采集板安装固定于内筒的内腔，且多路数据采集板的数据输入端分别与光电编码器的数据输出端、IMU的数据输出端连接；直流无刷伺服电机位于外筒的内腔下部，且直流无刷伺服电机的机座下部嵌设于矩形卡槽内；直流无刷伺服电机的输出轴通过联轴器与内筒的下端端壁连接；电机控制板安装固定于外筒的内腔；电机控制板的数据输入端与轴向陀螺仪的数据输出端连接，且电机控制板的数据输出端与直流无刷伺服电机的数据输入端连接。