一种基于50单轴光纤陀螺和MEMS加计的紧凑型光纤惯测装置的制作方法

本发明属于惯性测量，尤其涉及一种基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置。

背景技术：

1、国外著名光纤陀螺研制厂家kvh、ixblue、emcore、honeywell、northorp grumman等公司均有一款或多款圆周直径3.5英寸(88.9mm)的紧凑型光纤惯测装置，典型产品如tac-450、kvh-1750、en-300、ln-200；为实现光纤惯测装置紧凑设计，各家均采用三轴一体光纤陀螺配置mems加计的设计方案。三轴一体式光纤陀螺具有功耗低、成本低的优势，但也存在对装配人员技能要求高，各敏感轴之间信号易发生相互干扰的弊端，且三路光纤相互盘绕、点胶固化后不易拆卸维修。采用单轴陀螺方案可很好的降低对操作人员的技能要求，方便实现高效批量生产，方便对各轴向陀螺单独更换或维修、避免各敏感轴之间信号的相互干扰。但基于单轴陀螺设计的光纤惯测装置外形尺寸通常较大，不利于实现光纤惯测装置的小型化设计。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，使光纤惯测装置内核结构尺寸更加紧凑，大大缩小了光纤惯测装置的体积和重量，提高了系统的集成度和装配工艺性。

2、本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，包括：系统本体、箱体、上盖、第一50单轴光纤陀螺、第二50单轴光纤陀螺、第三50单轴光纤陀螺、加计组件、信号处理与接口电路、二次电源电路和电连接器组件；其中，所述系统本体设置于所述箱体内部；所述上盖与所述箱体的开口端相连接；所述第一50单轴光纤陀螺、所述第二50单轴光纤陀螺、所述第三50单轴光纤陀螺、所述加计组件、所述信号处理与接口电路、所述二次电源电路和所述电连接器组件均设置于所述系统本体上。

3、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，所述mems加计组件包括第一加计电路板和第二加计电路板；其中，所述第一加计电路板上安装一只加计；所述第二加计电路板上正交安装两只加计，加计电路板与加计电路板之间由柔性线连接；所述第一加计电路板与所述第二加计电路板正交安装于系统本体上。

4、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，所述电连接器组件包括电连接器支架和电连接器；其中，所述电连接器设置于所述电连接器支架上；所述电连接器支架安装于所述系统本体上。

5、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，所述系统本体包括第一陀螺安装面、第二陀螺安装面、第一陀螺光路组件安装面、第二陀螺电路组件安装面、第一加计电路板安装面、第二加计电路板安装面、豁口、信号处理与接口电路安装面、二次电源电路安装面、顶面、对外安装面和电连接器组件安装面；其中，所述第一陀螺安装面用于安装第一50单轴光纤陀螺，所述第二陀螺安装面用于安装第二50单轴光纤陀螺；所述第一陀螺光路组件安装面用于安装第三50单轴光纤陀螺的第一光路组件，所述第二陀螺电路组件安装面用于安装第三50单轴光纤陀螺的第二光路组件，连接所述第一光路组件和所述第二光路组件的导线和光纤穿过所述系统本体上的豁口；所述第一加计电路板安装面用于安装第一加计电路板，所述第二加计电路板安装面用于安装第二加计电路板；所述信号处理与接口电路安装面用于安装所述信号处理与接口电路，所述信号处理与接口电路安装面与所述第一陀螺安装面位于同一侧，所述信号处理与接口电路位于所述第一50单轴光纤陀螺的外部；所述二次电源电路安装面用于安装所述二次电源电路，所述二次电源电路安装面与所述第二陀螺电路组件安装面位于同一侧，所述二次电源电路位于所述第二光路组件的外部；所述电连接器组件安装面用于安装所述电连接器组件，所述电连接器组件安装面位于陀螺光路组件安装面对侧的系统本体中间部位。

6、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，所述系统本体的顶面上设有多个螺纹孔，用于与所述上盖螺纹连接。

7、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，所述系统本体底部的对外安装面上设有多个第二螺纹孔，用于与箱体的螺纹连接。

8、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，还包括：加固条；其中，所述豁口的端面用于安装加固条，所述加固条对穿过豁口的光纤和导线进行保护。

9、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，还包括：垫柱ⅰ；其中，所述垫柱ⅰ的一端穿过所述第一50单轴光纤陀螺与所述系统本体相连接，所述垫柱ⅰ的另一端与所述信号处理与接口电路相连接。

10、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，还包括：垫柱ⅱ；其中，所述垫柱ⅰ的一端穿过所述第三50单轴光纤陀螺的第二光路组件与所述系统本体相连接，所述垫柱ⅰ的另一端与所述二次电源电路相连接。

11、上述基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置中，所述系统本体的顶面上设有多个螺纹孔，用于与所述上盖的每个螺纹孔对应的沉孔螺纹连接；所述上盖开设有电连接器出口。

12、本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

13、(1)本发明通过在系统本体上安装两只一体式50单轴光纤陀螺和一只分体50单轴光纤陀螺的方案，使光纤惯测装置内核结构尺寸更加紧凑，大大缩小了光纤惯测装置的体积和重量；

14、(2)本发明通过将三只mems加速度计安装在两块电路板上并将两块电路板用柔性线连接的方案，提高了系统的集成度和装配工艺性；

15、(3)本发明的光纤惯测装置内核与箱体和上盖相互独立，在安装空间苛刻的应用场合用户可拆掉箱体和上盖单独使用光纤惯测装置内核；

16、(4)本发明的光纤惯测装置使用50单轴光纤陀螺进行装配，无需进行光路熔接，降低了对装配人员的技能要求，降低了生产门槛，提高了生产效率；

17、(5)本发明的电连接器插座的矩形平板低于上盖上表面12毫米，用户电连接器插头与其对接后，用户电连接器插头也低于上盖上表面，进一步为用户节省了安装空间；

18、(5)本发明使用一体式单轴光纤陀螺与分体式单轴光纤陀螺相结合的方案设计光纤惯测装置，实现了比三轴一体光纤陀螺更优的装配性和更好的可维修性，实现了比选用三只一体式单轴光纤陀螺更小的外形尺寸，消除了三轴一体陀螺方案各敏感轴之间的信号干扰，将二者的优势进行了集中；

19、(6)本发明中信号处理与接口电路和二次电源电路分为安装于光纤惯测装置内核的两侧，避免了电源与信号之间的相互干扰；

20、(7)本发明中上盖既与系统本体刚性连接又与箱体刚性连接，提高了光纤惯测装置的整机刚度、增加了有源发热器件的散热通道，且使系统本体实现了轻量化设计。

技术特征：

1.一种基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于包括：系统本体(1)、箱体(2)、上盖(3)、第一50单轴光纤陀螺(4a)、第二50单轴光纤陀螺(4b)、第三50单轴光纤陀螺、mems加计组件、信号处理与接口电路(6)、二次电源电路(7)和电连接器组件(9)；其中，

2.根据权利要求1所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于：所述mems加计组件包括第一加计电路板(5a)和第二加计电路板(5b)；其中，

3.根据权利要求1所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于：所述电连接器组件(9)包括电连接器支架(9a)和电连接器(9b)；其中，

4.根据权利要求2所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于：所述系统本体(1)包括第一陀螺安装面(1a)、第二陀螺安装面(1b)、第一陀螺光路组件安装面(1c-1)、第二陀螺电路组件安装面(1c-2)、第一加计电路板安装面(1d)、第二加计电路板安装面(1e)、豁口(1f)、信号处理与接口电路安装面(1g)、二次电源电路安装面(1h)、顶面(1i)、对外安装面(1j)和电连接器组件安装面(1k)；其中，

5.根据权利要求4所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于：所述系统本体(1)的顶面(1i)上设有多个螺纹孔(1n)，用于与所述上盖(3)螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于：所述系统本体(1)底部的对外安装面(1j)上设有多个第二螺纹孔(1m)，用于与箱体(2)的螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于还包括：加固条(8)；其中，所述豁口的端面(1l)用于安装加固条(8)，所述加固条(8)对穿过豁口(1f)的光纤和导线进行保护。

8.根据权利要求1所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于还包括：垫柱ⅰ(10)；其中，

9.根据权利要求1所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于还包括：垫柱ⅱ(11)；其中，

10.根据权利要求5所述的基于50单轴光纤陀螺和mems加计的紧凑型光纤惯测装置，其特征在于：所述系统本体(1)的顶面(1i)上设有多个螺纹孔(1n)，用于与所述上盖(3)的每个螺纹孔(1n)对应的沉孔(3a)螺纹连接；所述上盖(3)开设有电连接器出口(3b)。

技术总结本发明公开了一种基于50单轴光纤陀螺和MEMS加计的紧凑型光纤惯测装置，包括：系统本体、箱体、上盖、第一50单轴光纤陀螺、第二50单轴光纤陀螺、第三50单轴光纤陀螺、加计组件、信号处理与接口电路、二次电源电路和电连接器组件；其中，所述系统本体设置于所述箱体内部；所述上盖与所述箱体的开口端相连接；所述第一50单轴光纤陀螺、所述第二50单轴光纤陀螺、所述第三50单轴光纤陀螺、所述加计组件、所述信号处理与接口电路、所述二次电源电路和所述电连接器组件均设置于所述系统本体上。本发明使光纤惯测装置内核结构尺寸更加紧凑，大大缩小了光纤惯测装置的体积和重量，提高了系统的集成度和装配工艺性。技术研发人员：刘朝阳,何沁隆,袁赫彤,曹聪杰,曾令强,赵冬颖,王有良,魏辰刚,程宇航受保护的技术使用者：北京航天时代光电科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6