本發(fā)明的實(shí)施例屬于慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)所使用的旋轉(zhuǎn)調(diào)制技術(shù)能夠提高導(dǎo)航系統(tǒng)長(zhǎng)航時(shí)導(dǎo)航精度，但是在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，導(dǎo)航精度仍然受慣性器件精度的影響，需要在使用前對(duì)慣性器件進(jìn)行標(biāo)定。目前對(duì)慣性測(cè)量單元(imu)的標(biāo)定多數(shù)是基于高精度轉(zhuǎn)臺(tái)的，需要把慣導(dǎo)系統(tǒng)拆卸下來(lái)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，此方法雖然能夠保證一定的精度，但是存在操作性差、成本高以及重復(fù)性誤差等問(wèn)題。另外，慣性器件誤差并不是固定不變的，隨著時(shí)間的推移，之前所標(biāo)定的誤差數(shù)值不能再繼續(xù)使用，需要重新進(jìn)行標(biāo)定，這不利于長(zhǎng)航時(shí)導(dǎo)航系統(tǒng)的使用。

近年來(lái)，隨著基礎(chǔ)工業(yè)水平以及現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步，慣導(dǎo)控制領(lǐng)域正朝著小型化、長(zhǎng)壽命、高精度、免維護(hù)、機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)方向發(fā)展。一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，相對(duì)于傳統(tǒng)導(dǎo)控制器其在保證導(dǎo)控制器各項(xiàng)性能的基礎(chǔ)上大幅度減小轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的體積與質(zhì)量，使其具備更為優(yōu)越的動(dòng)態(tài)輸出特性、控制性能，成為當(dāng)前行業(yè)主要的發(fā)展趨勢(shì)之一。

雙軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)由于自身帶有兩個(gè)環(huán)架，因此可以不借助于轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行自主標(biāo)定，但是由于環(huán)架并不像轉(zhuǎn)臺(tái)那樣能提供精確的姿態(tài)基準(zhǔn)，因此現(xiàn)有系統(tǒng)級(jí)標(biāo)定方法在應(yīng)用于雙軸旋轉(zhuǎn)慣導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)存在障礙，需要設(shè)計(jì)新的自主標(biāo)定方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，合理優(yōu)化和布局，將慣導(dǎo)控制器與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)集成設(shè)計(jì)，具備集成度高、體積小、零位重復(fù)定位精度可以控制在0°0′19″內(nèi)、安裝精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，包括慣導(dǎo)控制器和轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)；

其中，所述慣導(dǎo)控制器包括本體、單軸陀螺、if模塊、加速度計(jì)組及轉(zhuǎn)接板，所述單軸陀螺設(shè)于所述本體的左下角，所述加速度計(jì)組設(shè)于所述本體上，且與所述單軸陀螺并列設(shè)置，所述if模塊通過(guò)所述轉(zhuǎn)接板與所述加速度計(jì)組連接；

所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)包括基座、鎖緊組合、鎖緊電機(jī)、齒輪、鎖緊渦輪、鎖緊蝸桿、鎖緊桿、限位端蓋及鎖緊殼體，所述鎖緊組合通過(guò)所述鎖緊殼體安裝于所述基座上，所述鎖緊電機(jī)豎直設(shè)置，其下端通過(guò)所述齒輪與所述鎖緊蝸桿連接，所述鎖緊蝸桿的中間與所述鎖緊渦輪連接，所述鎖緊桿設(shè)于所述鎖緊渦輪的中心，所述限位端蓋設(shè)于所述鎖緊桿上，所述鎖緊組合用于通過(guò)鎖緊電機(jī)帶動(dòng)齒輪輸入，并通過(guò)鎖緊渦輪、鎖緊蝸桿、鎖緊桿、限位端蓋實(shí)現(xiàn)慣導(dǎo)控制器的定位鎖緊。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)還包括轉(zhuǎn)位力矩電機(jī)、鎖緊板及遮光片，所述轉(zhuǎn)位力矩電機(jī)、鎖緊板及遮光片固定安裝于所述本體上，所述轉(zhuǎn)位力矩電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)還包括光電開(kāi)關(guān)和定齒輪，所述光電開(kāi)關(guān)和定齒輪與所述基座固定連接。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)還包括支撐軸，所述支撐軸為兩個(gè)，分別設(shè)于所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的上下邊緣，用于實(shí)現(xiàn)所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)與慣導(dǎo)控制器的連接和支撐。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)三種轉(zhuǎn)位狀態(tài)，分別為定位狀態(tài)、轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)和自鎖定狀態(tài)，且可實(shí)現(xiàn)三種轉(zhuǎn)位狀態(tài)的自由切換。

進(jìn)一步地，所述鎖緊電機(jī)用于做正向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述鎖緊蝸桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述鎖緊蝸桿推動(dòng)所述鎖緊渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述限位端蓋起到限位作用，所述鎖緊桿用于作正向直線運(yùn)動(dòng)，所述鎖緊桿到達(dá)指定位置且鎖緊電機(jī)斷電，從而實(shí)現(xiàn)鎖緊動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述鎖緊電機(jī)用于做反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)所述鎖緊蝸桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述鎖緊蝸桿推動(dòng)所述鎖緊渦輪做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述限位端蓋用于起到限位作用，所述鎖緊桿用于作反向直線運(yùn)動(dòng)，所述鎖緊桿與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)完全脫開(kāi)且鎖緊電機(jī)斷電，從而實(shí)現(xiàn)解鎖動(dòng)作。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

(1)本發(fā)明的單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，合理優(yōu)化和布局，將慣導(dǎo)控制器與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)集成設(shè)計(jì)，具備集成度高、體積小、零位重復(fù)定位精度可以控制在0°0′19″內(nèi)、安裝精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

(2)本發(fā)明的單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)集慣性測(cè)量組合、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)、gnss接收機(jī)、轉(zhuǎn)位、鎖緊功能于一體，并且具備慣組參數(shù)的自標(biāo)定功能其采用溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)和一體化結(jié)構(gòu)形式。

(3)本發(fā)明的單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，其主要功能是接收外部指令，控制轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)采集光纖陀螺、加速度計(jì)敏感信息。發(fā)出預(yù)定的制導(dǎo)、時(shí)序等控制指令和遙測(cè)計(jì)算機(jī)字，為導(dǎo)彈提供當(dāng)前航向和姿態(tài)。

(4)本發(fā)明的單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)控制程序的算法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)鎖緊組合同步鎖緊。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的主視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的后視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的外形示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的鎖緊組合剖視圖。

在所有附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征，具體為：1-慣導(dǎo)控制器、2-轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、3-本體、4-陀螺、5-轉(zhuǎn)位齒輪、6-if模塊、7-加速度計(jì)組、8-轉(zhuǎn)接板、9-基座、10-轉(zhuǎn)位力矩電機(jī)、11-光電開(kāi)關(guān)、12-支撐軸、13-遮光片、14-定齒輪、15-鎖緊組合、16-鎖緊板、17-鎖緊電機(jī)、18-齒輪、19-鎖緊渦輪、20-鎖緊蝸桿、21-鎖緊桿、22-限位端蓋、23-鎖緊殼體、24-上端蓋、25-下端蓋、26-轉(zhuǎn)位控制板、27-慣導(dǎo)控制板、28-軸承。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的主視圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的后視圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的外形示意圖。如圖1、圖2和圖3所示，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)包括慣導(dǎo)控制器1與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)2兩部分，一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)集慣性測(cè)量組合、導(dǎo)航計(jì)算機(jī)、gnss接收機(jī)、轉(zhuǎn)位、鎖緊功能于一體，并且具備慣組參數(shù)的自標(biāo)定功能其采用溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)和一體化結(jié)構(gòu)形式。

其中慣導(dǎo)控制器1包括本體3、單軸陀螺4、if模塊6、加速度計(jì)組7及轉(zhuǎn)接板8。單軸陀螺4設(shè)于所述本體3的左下角，所述加速度計(jì)組7設(shè)于所述本體3上，且與所述單軸陀螺4并列設(shè)置，所述if模塊6通過(guò)所述轉(zhuǎn)接板8與所述加速度計(jì)組7連接。本發(fā)明的單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，其主要功能是接收外部指令，控制轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)采集光纖陀螺、加速度計(jì)敏感信息。發(fā)出預(yù)定的制導(dǎo)、時(shí)序等控制指令和遙測(cè)計(jì)算機(jī)字，為導(dǎo)彈提供當(dāng)前航向和姿態(tài)。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種一體化單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)的鎖緊組合剖視圖。如圖1和圖4所示，轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)包括基座9、轉(zhuǎn)位力矩電機(jī)10、光電開(kāi)關(guān)11、兩個(gè)支撐軸12、遮光片13、定齒輪14及鎖緊組合15。光電開(kāi)關(guān)11與定齒輪14固定連接在基座上9，鎖緊組合15通過(guò)鎖緊殼體23安裝于所述基座9上，鎖緊電機(jī)17豎直設(shè)置，其下端通過(guò)所述齒輪18與所述鎖緊蝸桿20連接，鎖緊蝸桿20的中間與鎖緊渦輪19連接，鎖緊桿21設(shè)于鎖緊渦輪19的中心，限位端蓋22設(shè)于所述鎖緊桿21上，鎖緊板16、轉(zhuǎn)位力矩電機(jī)10與遮光片13固定在本體3上，鎖緊組合15通過(guò)鎖緊殼體23安裝在基座上9。

鎖緊組合15通過(guò)鎖緊電機(jī)17帶動(dòng)齒輪18輸入，并通過(guò)鎖緊渦輪19、鎖緊蝸桿20、鎖緊桿21、限位端蓋22實(shí)現(xiàn)慣導(dǎo)控制器1的定位鎖緊。本發(fā)明的單軸自標(biāo)定慣導(dǎo)控制系統(tǒng)，通過(guò)集成化設(shè)計(jì)，合理優(yōu)化和布局，將慣導(dǎo)控制器與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)集成設(shè)計(jì)，具備集成度高、體積小、零位重負(fù)精度高、安裝精度高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)2可實(shí)現(xiàn)三種狀態(tài)：定位狀態(tài)、轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)、自鎖定飛行狀態(tài)，并可通過(guò)控制指令在三種狀態(tài)之間自動(dòng)自由切換。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)控制程序的算法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)鎖緊組合同步鎖緊。

鎖緊電機(jī)17正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)鎖緊蝸桿20做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，鎖緊蝸桿20推動(dòng)鎖緊渦輪19轉(zhuǎn)動(dòng)，由于限位端蓋22限位作用，鎖緊桿21作正向直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鎖緊桿21到達(dá)指定位置時(shí)，鎖緊電機(jī)17斷電，完成鎖緊動(dòng)作。

鎖緊電機(jī)17反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)鎖緊蝸桿20做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，鎖緊蝸桿20推動(dòng)鎖緊渦輪19做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于限位端蓋22限位作用，鎖緊桿21作反向直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)完全脫開(kāi)時(shí)，鎖緊電機(jī)17斷電，完成解鎖動(dòng)作。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。