一種慣性測量單元的減振支架的製作方法

2023-12-09 17:02:31

本發明屬於測量單元的減振設備領域，特別涉及一種慣性測量單元的減振支架。

背景技術：

慣性測量單元是慣性測量系統或慣性導航系統中極其重要的敏感運動與姿態的組件，其性能的優劣一方面取決於陀螺、加速度計等慣性器件的精度，另一方面受到工作過程中承受的力學環境的影響。對於某些通用化的慣性測量單元，出於結構空間、重量等因素限制，並沒有對其進行專門的減振設計，這在一定的程度上限制了通用化的慣性測量單元的推廣應用，在嚴酷的力學環境中，沒有減振設計的慣性測量單元往往精度損失嚴重，甚至工作失效。因此為拓展通用化的慣性測量單元的使用範圍，必須對其進行減振設計，但同時不能對慣性測量單元的原有產品狀態作任何修改，不影響其通用化屬性。而且要求減振設計重量儘量輕、成本儘量小，減振中心不變，這樣才利於通用化的慣性測量單元的推廣應用，從而降低系統的研製成本。

技術實現要素：

本發明的目的在於：在不對原有的通用化慣性測量單元進行結構方面修改的前提下，為提高慣性測量單元的力學環境適應性，發明了一種慣性測量單元的減振支架，操作簡單快捷，滿足了慣性測量單元能在更惡劣力學環境下正常工作的要求。

本發明的技術方案是這樣解決的：

一種慣性測量單元的減振支架，用於連接慣性測量單元和系統殼體，所述慣性測量單元的減振支架由一個上固定轉接支架，一個上減振器轉接支架， 一個下固定轉接支架，一個下減振器轉接支架，四組T型圓柱狀減振器組成；上固定轉接支架、上減振器轉接支架為一組，下固定轉接支架、下減振器轉接支架為一組，兩組減振支架以慣性測量單元的中心對稱布置；上固定轉接支架和下固定轉接支架分別與慣性測量單元通過螺釘固定，上減振器轉接支架通過兩組螺釘和兩組T型圓柱狀減振器與上固定轉接支架緊固連接，下減振器轉接支架通過兩組螺釘和兩組T型圓柱狀減振器與下固定轉接支架固定連接；上減振器轉接支架和下減振器轉接支架通過螺釘固定到系統殼體上。

所述上固定轉接支架，由一條扁平橫梁和固定在橫梁兩端的長方形物塊組成，長方形物塊上設有螺紋孔，用於連接上減振器轉接支架和連接慣性測量單元。

所述上減振器轉接支架，設置有一個橫梁和設置在橫梁左右兩端用於與上固定轉接支架連接的連接件，所述橫梁兩端用於連接的連接件的形狀尺寸與上固定轉接支架兩端的長方形物塊的大小以及T型圓柱狀減振器相匹配；所述橫梁上設置有螺紋孔，用於上減振器轉接支架與系統殼體的固定連接。

所述下固定轉接支架，由一條橫梁和固定在橫梁兩端的長方形物塊組成，所述橫梁成拱形，所述長方形物塊上設有螺紋孔，用於連接下減振器轉接支架和連接慣性測量單元。

所述下減振器轉接支架，設置有一個橫梁和設置在橫梁左右兩端用於與下固定轉接支架連接的連接件，下減振器轉接支架和下固定轉接支架通過兩組T型圓柱狀減振器和螺釘連接；所述橫梁兩端用於連接的連接件的形狀尺寸與下固定轉接支架的兩端的長方形物塊的大小以及T型圓柱狀減振器相匹配；所述橫梁上設置有螺紋孔，用於下減振器轉接支架與系統殼體的固定連接。

所述上固定轉接支架，由一條扁平橫梁和固定在橫梁兩端的長方形物塊組成，長方形物塊上設有螺紋孔，用於連接上減振器轉接支架和連接慣性測量單元；所述上減振器轉接支架，設置有一個橫梁和設置在橫梁左右兩端用於與上固定轉接支架連接的連接件，所述橫梁兩端用於連接的連接件的形狀尺寸與上固定轉接支架兩端的長方形物塊的大小以及T型圓柱狀減振器相匹配；所述橫梁上設置有螺紋孔，用於上減振器轉接支架與系統殼體的固定連接；所述下固定轉接支架，由一條橫梁和固定在橫梁兩端的長方形物塊組成，所述橫梁成拱形，所述長方形物塊上設有螺紋孔，用於連接下減振器轉接支架和連接慣性測量單元；所述下減振器轉接支架，設置有一個橫梁和設置在橫梁左右兩端用於與下固定轉接支架連接的連接件，下減振器轉接支架和下固定轉接支架通過兩組T型圓柱狀減振器和螺釘連接；所述橫梁兩端用於連接的連接件的形狀尺寸與下固定轉接支架的兩端的長方形物塊的大小以及T型圓柱狀減振器相匹配；所述橫梁上設置有螺紋孔，用於下減振器轉接支架與系統殼體的固定連接。

所述T型圓柱狀減振器為一種橡膠減振器結構形式，根據不同環境需要選取相應的結構尺寸。

本發明的有益效果在於：

(1)慣性測量單元改進的成本小，經濟性高

(2)大幅提高在惡劣力學環境下慣性測量單元的測量精度；

附圖說明

圖1減振支架及其安裝後外形圖

圖2減振支架及慣性測量單元上側方外形圖

圖3減振支架及慣性測量單元下側方外形圖

圖4減振支架與慣性測量單元裝配爆炸圖

圖5上固定轉接支架外形圖

圖6上減振器轉接支架外形圖

圖7下固定轉接支架外形圖

圖8下減振器轉接支架外形圖

圖9慣性測量單元外形圖

圖10慣性測量單元外形圖

圖中：1上固定轉接支架、2上減振器轉接支架、3下固定轉接支架、4下減振器轉接支架、5 T型圓柱狀減振器、6慣性測量單元、7系統殼體。

具體實施方式

如圖1-3所示，減振支架由一個上固定轉接支架1，一個上減振器轉接支架2，一個下固定轉接支架3，一個下減振器轉接支架4，四組T型圓柱狀減振器5組成。上固定轉接支架1、上減振器轉接支架2為一組，下固定轉接支架3、下減振器轉接支架4為一組，兩組減振支架以慣性測量單元6的中心對稱布置。上固定轉接支架1和下固定轉接支架3分別與慣性測量單元6通過螺釘固定，上減振器轉接支架2通過兩組螺釘和兩組T型圓柱狀減振器5與上固定轉接支架1緊固連接，下減振器轉接支架4通過兩組螺釘和兩組T型圓柱狀減振器5與下固定轉接支架3固定連接,上減振器轉接支架2和下減振器轉接支架4通過螺釘固定到系統殼體7上，通過以上設計實現對慣性測量單元6的減振。

所述上固定轉接支架1如圖5所示，由一條扁平橫梁和固定在橫梁兩端的長方形物塊組成，長方形物塊上設有螺紋孔，用於連接上減振器轉接支架2和連接測量單元6。當上固定轉接支架1與慣性測量單元6裝配時，所述橫 梁緊貼著如圖9所示的慣性測量單元6的A面，所述橫梁兩端的長方形物塊正好契合在測量單元A面的兩個凹槽中。

所述上減振器轉接支架2如圖6所示，具有一個橫梁和設置在橫梁左右兩端用於與上固定轉接支架連接1的連接件，上減振器轉接支架2和上固定轉接支架1通過兩組T型圓柱狀減振器5和螺釘連接。所述橫梁兩端用於連接的連接件的形狀尺寸與上固定轉接支架1兩端的長方形物塊的大小以及T型圓柱狀減振器5相匹配，以便於節省空間和相互配合。所述橫梁上設置有螺紋孔，用於上減振器轉接支架2與系統殼體7的固定連接。

所述下固定轉接支架3如圖7所示，由一條橫梁和固定在橫梁兩端的長方形物塊組成，長方形物塊上設有螺紋孔，用於連接下減振器轉接支架4和連接慣性測量單元6。所述橫梁成拱形，為了在與慣性測量單元6連接時更好的貼近慣性測量單元6的B面凹陷進去的部分。所述橫梁兩端的長方形物塊正好契合在測量單元B面的兩個凹槽中。

所述下減振器轉接支架4如圖8所示，具有一個橫梁和設置在橫梁左右兩端用於與下固定轉接支架連接3的連接件，下減振器轉接支架4和下固定轉接支架3通過兩組T型圓柱狀減振器5和螺釘連接。所述橫梁兩端用於連接的連接件的形狀尺寸與下固定轉接支架3的兩端的長方形物塊的大小以及T型圓柱狀減振器5相匹配，以便於節省空間和相互配合。所述橫梁上設置有螺紋孔，用於下減振器轉接支架4與系統殼體7的固定連接。

上固定轉接支架1和下固定轉接支架3，以及上減振器轉接支架2和下減振器轉接支架結構4外形均各不相同。因為慣性測量單元6的外形不是左右或中心對稱的，如圖9-10所示，圖中A面為上固定轉接支架1和上減振器轉接支架3安裝的一側，B面為下固定轉接支架2和下減振器轉接支架4安裝 的一側。為了儘可能減小佔用空間體積，並且根據減振中心儘可能與被減振物體質心重合的減振設計原則，所有的轉接支架必須結合周圍空間的特點、裝配工藝性、結構剛強度等要求，設計成不同的結構。

T型圓柱狀減振器5為一種應用極為普遍的橡膠減振器結構形式，其力學性能參數因結構尺寸、T型圓柱狀橡膠墊的膠料、工作溫度條件、力學環境條件等不同而有差異。

在惡劣的力學環境下，外力先從殼體7傳到上減振器轉接支架2和下減振器轉接支架4，再通過T型圓柱狀減震器5傳到上固定轉接支架1和下固定轉接支架3上，最終傳到慣性測量單元6上。外力經過T型圓柱狀減震器5的減振作用後，對慣性測量單元6的影響會減小許多，使得慣性測量單元6可以在惡劣的力學環境下正常工作。