本發(fā)明涉及姿態(tài)測(cè)量，具體涉及一種用于高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)環(huán)境下的高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，屬于慣性導(dǎo)航。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在面對(duì)極端加速度和振動(dòng)環(huán)境時(shí)，其性能往往會(huì)受到影響，導(dǎo)致姿態(tài)信息的準(zhǔn)確性和精度下降，這在航空航天、深海探測(cè)、軍事裝備等高動(dòng)態(tài)應(yīng)用中尤為突出，這些應(yīng)用場(chǎng)景中的加速度往往高達(dá)20000g，旋轉(zhuǎn)速度高達(dá)30r/s，傳統(tǒng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)難以適應(yīng)。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠承受高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)的同時(shí)保持高精度的姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，本發(fā)明能夠在高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)情況下穩(wěn)定工作，提供連續(xù)且準(zhǔn)確的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，包括底座、頂蓋、慣性測(cè)量單元、微半球陀螺和支持電路，所述頂蓋扣合在底座上并在兩者之間形成安裝空腔，所述慣性測(cè)量單元、微半球陀螺和支持電路安裝在所述安裝空腔內(nèi)。其特征在于：還包括內(nèi)底座和框架，底座為上方開(kāi)口的盒體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)底座通過(guò)橡膠減振墊安裝在盒體結(jié)構(gòu)底部；在內(nèi)底座中部設(shè)有上下貫通的框架通道，所述框架底部穿過(guò)框架通道并與橡膠減振墊粘接固定，框架上端面具有向四周延伸的盤(pán)沿，所述盤(pán)沿搭接在內(nèi)底座上端面上并通過(guò)金屬橡膠減振器與內(nèi)底座彈性連接。

4、在框架上開(kāi)設(shè)有上端開(kāi)口、下端封閉的臺(tái)階孔，所述慣性測(cè)量單元安裝在臺(tái)階孔的臺(tái)階下方并通過(guò)灌封膠灌封固定；所述微半球陀螺通過(guò)臺(tái)階孔的臺(tái)階安裝在臺(tái)階孔上方并低于臺(tái)階孔上表面；所述支持電路位于微半球陀螺上方并固定安裝在框架上；所述頂蓋從上往下扣在底座上并將支持電路、框架、內(nèi)底座壓緊于頂蓋和底座之間。

5、進(jìn)一步地，所述內(nèi)底座橫截面呈矩形，四周具有陣列的蜂窩結(jié)構(gòu)，在蜂窩結(jié)構(gòu)中填充有高彈性的有機(jī)硅凝膠材料。

6、同樣地，所述框架橫截面也呈矩形，四周也具有陣列的蜂窩結(jié)構(gòu)，在蜂窩結(jié)構(gòu)中填充有高彈性的有機(jī)硅凝膠材料。

7、進(jìn)一步地，在框架臺(tái)階孔的底部設(shè)有定位銷(xiāo)，所述慣性測(cè)量單元底部具有與定位銷(xiāo)對(duì)應(yīng)的定位孔，慣性測(cè)量單元通過(guò)定位孔與定位銷(xiāo)配合的方式定位并安裝在所述臺(tái)階孔內(nèi)。

8、進(jìn)一步地，所述支持電路包括控制電路、信號(hào)電路和電源；在框架上端安裝有電源支架，所述電源安裝在電源支架上；在電源支架上安裝有信號(hào)電路支架，所述信號(hào)電路安裝在信號(hào)電路支架上；所述控制電路通過(guò)控制電路支架安裝在所述電源支架上。

9、進(jìn)一步地，所述電源支架具有一個(gè)平整的底面，電源支架底面貼合安裝在框架上端面并將微半球陀螺封蓋。

10、更進(jìn)一步地，所述電源支架表面具有容置腔a，所述電源通過(guò)連接件固定安裝在容置腔a內(nèi)；在電源支架上具有四個(gè)信號(hào)電路支架連接柱和四個(gè)控制電路支架連接柱，四個(gè)信號(hào)電路支架連接柱位于矩形a的四個(gè)角上，四個(gè)控制電路支架連接柱位于矩形b的四個(gè)角上，矩形a居中位于矩形b內(nèi)；所述信號(hào)電路支架通過(guò)四個(gè)信號(hào)電路支架連接柱固定安裝在電源支架上；所述控制電路支架位于信號(hào)電路支架上方并通過(guò)四個(gè)控制電路支架連接柱固定安裝在電源支架上。

11、進(jìn)一步地，所述信號(hào)電路支架上具有容置腔b，所述信號(hào)電路通過(guò)灌封膠灌封在容置腔b內(nèi)。

12、進(jìn)一步地，所述控制電路支架中間鏤空設(shè)置；控制電路安裝在控制電路支架下表面。

13、進(jìn)一步地，在控制電路支架上表面設(shè)有橡膠減振墊，橡膠減振墊被壓緊于控制電路支架和頂蓋內(nèi)頂面之間。

14、進(jìn)一步地，所述灌封膠為硅凝膠。

15、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：

16、本發(fā)明橡膠減振墊采用高彈性材料制成，能夠有效吸收外部沖擊能量。金屬橡膠減振器安裝在所述內(nèi)底座上，對(duì)框架實(shí)施減振。當(dāng)系統(tǒng)遭受外部沖擊時(shí)，所述橡膠減振墊首先吸收部分能量，部分通過(guò)框架和內(nèi)底座上的蜂窩結(jié)構(gòu)進(jìn)行耗散，剩余的能量則由金屬橡膠減振器進(jìn)一步衰減。除此之外，本申請(qǐng)還通過(guò)灌封減振，即將慣性測(cè)量單元置于框架臺(tái)階孔內(nèi)，并使用硅凝膠灌封，利用硅凝膠進(jìn)一步減少振動(dòng)沖擊對(duì)電子元器件的影響。通過(guò)橡膠減振墊、蜂窩結(jié)構(gòu)、金屬橡膠減振器、灌封減振多級(jí)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了可靠減振。因此，本發(fā)明能夠在高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)情況下穩(wěn)定工作，提供連續(xù)且準(zhǔn)確的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，包括底座、頂蓋、慣性測(cè)量單元、微半球陀螺和支持電路，所述頂蓋扣合在底座上并在兩者之間形成安裝空腔，所述慣性測(cè)量單元、微半球陀螺和支持電路安裝在所述安裝空腔內(nèi)；其特征在于：還包括內(nèi)底座和框架，底座為上方開(kāi)口的盒體結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)底座通過(guò)橡膠減振墊安裝在盒體結(jié)構(gòu)底部；在內(nèi)底座中部設(shè)有上下貫通的框架通道，所述框架底部穿過(guò)框架通道并與橡膠減振墊粘接固定，框架上端面具有向四周延伸的盤(pán)沿，所述盤(pán)沿搭接在內(nèi)底座上端面上并通過(guò)金屬橡膠減振器與內(nèi)底座彈性連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述內(nèi)底座橫截面呈矩形，四周具有陣列的蜂窩結(jié)構(gòu)，在蜂窩結(jié)構(gòu)中填充有高彈性的有機(jī)硅凝膠材料；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：在框架臺(tái)階孔的底部設(shè)有定位銷(xiāo)，所述慣性測(cè)量單元底部具有與定位銷(xiāo)對(duì)應(yīng)的定位孔，慣性測(cè)量單元通過(guò)定位孔與定位銷(xiāo)配合的方式定位并安裝在所述臺(tái)階孔內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述支持電路包括控制電路、信號(hào)電路和電源；在框架上端安裝有電源支架，所述電源安裝在電源支架上；在電源支架上安裝有信號(hào)電路支架，所述信號(hào)電路安裝在信號(hào)電路支架上；所述控制電路通過(guò)控制電路支架安裝在所述電源支架上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述電源支架具有一個(gè)平整的底面，電源支架底面貼合安裝在框架上端面并將微半球陀螺封蓋。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述電源支架表面具有容置腔a，所述電源通過(guò)連接件固定安裝在容置腔a內(nèi)；在電源支架上具有四個(gè)信號(hào)電路支架連接柱和四個(gè)控制電路支架連接柱，四個(gè)信號(hào)電路支架連接柱位于矩形a的四個(gè)角上，四個(gè)控制電路支架連接柱位于矩形b的四個(gè)角上，矩形a居中位于矩形b內(nèi)；所述信號(hào)電路支架通過(guò)四個(gè)信號(hào)電路支架連接柱固定安裝在電源支架上；所述控制電路支架位于信號(hào)電路支架上方并通過(guò)四個(gè)控制電路支架連接柱固定安裝在電源支架上。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述信號(hào)電路支架上具有容置腔b，所述信號(hào)電路通過(guò)灌封膠灌封在容置腔b內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述控制電路支架中間鏤空設(shè)置；控制電路安裝在控制電路支架下表面。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：在控制電路支架上表面設(shè)有橡膠減振墊，橡膠減振墊被壓緊于控制電路支架和頂蓋內(nèi)頂面之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述灌封膠為硅凝膠。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)高精度姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，包括底座、頂蓋、慣性測(cè)量單元、微半球陀螺、支持電路、內(nèi)底座和框架，內(nèi)底座通過(guò)橡膠減振墊安裝在底座底部；框架底部穿過(guò)內(nèi)底座中的通道與橡膠減振墊粘接固定；框架上端面的盤(pán)沿搭接在內(nèi)底座上端面上并通過(guò)金屬橡膠減振器與內(nèi)底座連接。在框架上開(kāi)設(shè)有臺(tái)階孔，慣性測(cè)量單元安裝在臺(tái)階孔下方并灌封固定，微半球陀螺安裝在臺(tái)階孔上方并低于臺(tái)階孔上表面。支持電路位于微半球陀螺上方并固定安裝在框架上；頂蓋扣在底座上并將支持電路、框架、內(nèi)底座壓緊于頂蓋和底座之間。本發(fā)明能夠在高過(guò)載高旋轉(zhuǎn)情況下穩(wěn)定工作，提供連續(xù)且準(zhǔn)確的姿態(tài)數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：楊強(qiáng),代衛(wèi)成,費(fèi)寧,王旭東
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8