一种惯性测量装置及方法与流程

本发明属于惯性测量，具体公开了一种惯性测量装置及方法。

背景技术：

1、现阶段大多数炮弹在研制初期，需要通过多次系统试验，获取制导系统建模参数，以提升中后期的研发效率。由于利用刚度弹(模拟炮弹几何尺寸和质量分布的结构模装件)无法获取完整参数，因此需要利用具备完全功能的试验弹开展多次试验，由于很多试验为破坏性试验，参试产品无法重复利用，因此试验成本居高难下。

2、试验中获取制导系统关键参数的核心设备为惯性测量装置，由于系统试验对惯性测量装置的快速启动能力，抗过载能力以及测试精度都有较高的要求，因此会造成成本大大提升，并且在项目研制初期，产品研制、生产周期、技术状态频繁调整等原因，都会对系统试验造成拖期、试验反复等影响，造成研发效率低下。因此，迫切需要研发一种可重复利用，且可以满足试验验证需求的惯性测量装置，急需解决以下三个技术难点：

3、1)自主供电控制设计，为了获取试验过程参数，惯性测量装置需要独立实现精准加电控制；2)试验全程数据记录；3)识别试验中的关键时刻，记录导航零点，为后续试验数据的分析提供时间基准。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提出一种惯性测量装置，包括可充电的锂电池(1)、辅助电源控制模块(2)、信息处理模块(3)、惯性组件(4)和标准接口(5)，其中，锂电池(1)连接辅助电源控制模块(2)，辅助电源控制模块(2)用于将锂电池(1)的电压转换为信息处理模块(3)和惯性组件(4)所需电压，辅助电源控制模块(2)与惯性组件(4)之间通过柔性电缆直接连接，电路板一(6)上集成辅助电源控制模块(2)、信息处理模块(3)、标准接口(5)，电路板一(6)通过柔性电缆分别与电路板二(7)、电路板三(8)、电路板四(9)连接，电路板二(7)、电路板三(8)、电路板四(9)上分别焊接惯性组件(4)中的x、y、z方向的惯性器件。

2、进一步地，所述辅助电源控制模块(2)由开关控制电路和电源转换电路组成，其中，所述开关控制电路用于启动锂电池(1)工作，即在试验前，通过外接电缆手动闭合开关，切换为由锂电池(1)的供电管脚供电；在地面测试状态下，通过测试电缆连接稳压电源为惯性测量装置供电，此时开关处于断开状态；所述电源转换电路利用电源管理芯片分别为信息处理模块(3)和惯性组件(4)供电。

3、进一步地，所述信息处理模块(3)由处理器、存储器、过载开关、供电接口和多个通信接口组成。

4、进一步地，所述电路板一(6)、电路板二(7)、电路板三(8)、电路板四(9)和锂电池(1)安装在结构组件中，并整体灌封。

5、进一步地，所述标准接口(5)还用于扩展功能和实现地面测试。

6、本发明还提出了一种基于上述的一种惯性测量装置的惯性测量方法，包括如下步骤：

7、第一步、将惯性测量装置装配在试验弹结构的预留位置中，再将试验弹和回收降落伞(11)装入弹托(10)中；

8、第二步、通过外接电缆手动闭合辅助电源控制模块(2)的开关，惯性测量装置加电，信息处理模块(3)按照提前设定的采样周期采集惯性组件(4)的数据，并根据发射方向加速度计输出数据判断是否进行数据保存，当检测到发射方向加速度计输出数据超出设定阈值时，进入第三步；

9、第三步、按照约定的数据存储协议将信息处理模块(3)采集的惯性组件(4)的数据，存入信息处理模块(3)的存储器内；

10、第四步、试验弹出筒后，弹托(10)脱落，回收降落伞(11)自动打开，连动试验弹与弹托分离，完成试验弹回收；信息处理模块(3)按约定时长保存完数据后，通过gpio管脚控制辅助电源控制模块(2)中电源芯片的使能信号en，使能信号en为低时，惯性测量装置断电。

11、进一步地，在第三步中，还包括：根据需求在试验弹上安装测量传感器，通过标准接口(5)读取测量传感器数据，并存入信息处理模块(3)的存储器内。

12、进一步地，在第四步后，还包括：

13、第五步、惯性测量装置回收后，断开辅助电源控制模块(2)的开关，通过地面接口为惯性测量装置供电，并与地面测试设备连接；

14、第六步、通过地面测试设备，按照数据读取协议，读取试验过程数据进行试后分析。

15、本发明的目的是为系统试验提供高效获取系统参数的有效方案，提升效率，节省成本。通过本发明设计的一种惯性测量装置，利用可充电锂电池和辅助电源控制电路，实现自主供电和全过程试验数据记录，并实现关键时刻识别和记录。本发明为系统试验提供了高效获取系统参数的有效方案，可重复利用，能够降低系统试验成本。

技术特征：

1.一种惯性测量装置，其特征在于，包括可充电的锂电池(1)、辅助电源控制模块(2)、信息处理模块(3)、惯性组件(4)和标准接口(5)，其中，锂电池(1)连接辅助电源控制模块(2)，辅助电源控制模块(2)用于将锂电池(1)的电压转换为信息处理模块(3)和惯性组件(4)所需电压，辅助电源控制模块(2)与惯性组件(4)之间通过柔性电缆直接连接，电路板一(6)上集成辅助电源控制模块(2)、信息处理模块(3)、标准接口(5)，电路板一(6)通过柔性电缆分别与电路板二(7)、电路板三(8)、电路板四(9)连接，电路板二(7)、电路板三(8)、电路板四(9)上分别焊接惯性组件(4)中的x、y、z方向的惯性器件。

2.根据权利要求1所述的一种惯性测量装置，其特征在于，所述辅助电源控制模块(2)由开关控制电路和电源转换电路组成，其中，

3.根据权利要求1所述的一种惯性测量装置，其特征在于，所述信息处理模块(3)由处理器、存储器、过载开关、供电接口和多个通信接口组成。

4.根据权利要求1所述的一种惯性测量装置，其特征在于，所述电路板一(6)、电路板二(7)、电路板三(8)、电路板四(9)和锂电池(1)安装在结构组件中，并整体灌封。

5.根据权利要求1所述的一种惯性测量装置，其特征在于，所述标准接口(5)还用于扩展功能和实现地面测试。

6.基于权利要求1所述的一种惯性测量装置的惯性测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种惯性测量方法，其特征在于，在第三步中，还包括：根据需求在试验弹上安装测量传感器，通过标准接口(5)读取测量传感器数据，并存入信息处理模块(3)的存储器内。

8.根据权利要求6所述的一种惯性测量方法，其特征在于，在第四步后，还包括：

技术总结本发明属于惯性测量技术领域，涉及一种惯性测量装置及方法，该装置包括锂电池、辅助电源控制模块、信息处理模块、惯性组件和标准接口，其中，锂电池连接辅助电源控制模块，辅助电源控制模块用于将锂电池的电压转换为信息处理模块和惯性组件所需电压，辅助电源控制模块与惯性组件之间通过柔性电缆直接连接，电路板一上集成辅助电源控制模块、信息处理模块、标准接口，电路板一通过柔性电缆分别与电路板二～四连接，电路板二～四上分别焊接惯性组件中的X、Y、Z方向的惯性器件。本发明利用可充电锂电池和辅助电源控制电路，实现自主供电和全过程试验数据记录，并实现关键时刻识别和记录。本发明可重复利用，能够降低系统试验成本。技术研发人员：祁晓瑾,徐朋,梁淑芳,张浩,郝春朝,潘帝伯,隋丽娜,魏莹莹,刘玲,吕英进受保护的技术使用者：北京计算机技术及应用研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25