关于高精度小型化陀螺寻北仪的结构设计研究
发布时间：2020-12-09 05:15
本课题主要是对一种高精度小型化陀螺寻北仪的结构进行设计与研究。本课题所要研究的陀螺寻北仪需要安装在有限的空间里,并且在冲击振动的特殊环境下使用。在整个工作中需要考虑到受到的冲击振动,所以在进行结构设计的时候要做到高强度、高刚性、质量轻。因此,需要定位准确和紧凑的构造,所以对外形大小的要求、特定的结构设计和质量都非常严格。本课题的研究内容主要包括以下几个方面:1.根据陀螺寻北仪的工作原理,在现有产品的基础上,按照设计要求,对几种不同型号的陀螺寻北仪方案进行分析和对比,确定了结构的总体方案设计。2.根据技术要求,阐述高精度小型化陀螺寻北仪的组成,计算各种参数后对外购件进行选型设计,对各部件组成进行结构设计,并进行材料选择和安全设计,布线和密封设计。3.根据冲击振动参数,对高精度小型化陀螺寻北仪的回转机构(IMU)和整机进行数学建模,并通过Ansys软件对模型进行仿真,分析了振动和冲击对产品性能有无影响。4.进行高精度小型化陀螺寻北仪的振动和冲击试验,提出试验目的,记录试验过程,得出试验结果曲线后对其进行分析。
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MW4a产品
3陀螺经纬仪主要技术指标是一次定向的时间和精度，尤其是军用领域的仪器更强调抗振性和快速性，并要求其具有可靠和轻巧等性能。陀螺经纬仪结构如图1-2。我国对陀螺经纬仪的研究开始于1956年，典型的型号有JT91-200、DTJ-Ⅱ、JT-15型等。另外，德国、匈牙利、日本、瑞士、美国、英国、加拿大和苏联也都拥有自己型号的产品。国内外主要的陀螺经纬仪情况如表1-1所示。国外静态寻北的代表产品为德国 WBK 公司的 GYROMAT5000 型陀螺经纬仪，这是世界上最精确最精密陀螺经纬仪，如图 1-3 所示，GYROMAT5000 的最新产品对应于一个弧的偏差约 1.2 厘米的距离 1 公里处高精度方向测量的精度为 0.8/1000thgon。所需的时间测量单个方向只有 6 到 9 分钟。新的压电驱动与高分辨率的角度编码器与可靠的能源存储系统的新能源概念和可更换电池使系统更快、更可靠和更容易维护。特殊的设计特点有：人体工学设计只有一个可充电电池；更精确的压电驱动与高分辨率的角度编码器；陀螺测量系统可靠的中间储能系统；通过蓝牙无线远程控制和数据传输；有线接口(USB/RS-232)进行控制和数据传输；菜单驱动的度量序列；先进的监控。国内目前开发研制同类陀螺经纬仪的主要有中国航天科技集团公司和解放军总参西安测绘研究所等单位。根据目前了解的情况，我国产品在精度和寻北时间上与国外先进水平逐渐接近，但在便携化等产品实用性要求方面尚有距离。1.悬挂带 2.导流丝 3.悬挂柱 4.照明灯
图 1-3 GYROMAT5000 型陀螺经纬仪列的陀螺罗经。了现代船舶上常用的陀螺仪。1852年，法国物的安修茨Anschutz研制陀螺罗经，到1930年l;TZ gyrocompass安修茨陀螺罗经系列原型。所示。佩里主要针对不同的舰船对象设计生产，例如型船用的SR50、SR120、SR130型，M经产品之外，还有挠性陀螺仪、磁悬浮陀螺展，我国已经具有多种陀螺罗经的生产能力些陀螺罗经已经可以满足国内各个行业的需
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载惯导系统减振设计[J]. 宁月光,贾新强. 现代导航. 2015(06)
[2]基于有限元分析方法的某惯性台体结构优化设计[J]. 陈兴好,余盛强,闫红松. 导航定位与授时. 2014(03)
[3]制导弹药用微惯性测量单元结构设计[J]. 李杰,刘俊. 兵工学报. 2013(06)
[4]微惯性测量单元的减振结构设计与仿真分析[J]. 李承斌,尤政,张高飞,赵嘉昊. 传感器与微系统. 2012(11)
[5]激光陀螺捷联惯导系统IMU结构模态分析[J]. 刘昱,王伟,李城锁. 中国惯性技术学报. 2012(03)
[6]限位保护装置在转台中的应用研究[J]. 程亚静,李杨,熊霞元,程学艳. 航空精密制造技术. 2012(02)
[7]采用旋转调制技术的高精度陀螺寻北方案[J]. 白云超,李学琴,马小辉,田育民. 中国惯性技术学报. 2010(04)
[8]基于旋转调制技术的自动陀螺寻北仪方案设计[J]. 白云超,刘思伟,田育民,张华文. 测绘技术装备. 2010(02)
[9]一种实用旋转调制式陀螺寻北仪的设计[J]. 徐海刚,郭宗本. 兵工学报. 2010(05)
[10]单轴光纤陀螺寻北仪[J]. 蒋庆仙,陈晓璧,马小辉,王华. 中国惯性技术学报. 2010(02)
博士论文
[1]陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D]. 姬伟.东南大学 2006
[2]动力调谐陀螺仪一体式挠性支承[D]. 刘春节.同济大学 2006
[3]基于光纤陀螺的寻北定向技术研究[D]. 张志君.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
硕士论文
[1]基于MEMS-IMU寻北定向技术研究[D]. 张成浩.北京理工大学 2015
[2]船载光电转台设计及特殊环境下结构稳定性分析[D]. 曹源.南京理工大学 2014
[3]高精度单轴转台的陀螺测试与建模研究[D]. 宋林.哈尔滨工业大学 2013
[4]光纤陀螺寻北系统研究[D]. 张芳.哈尔滨工程大学 2011
[5]挠性寻北仪的关键技术研究[D]. 吴学强.哈尔滨工程大学 2010
[6]新型捷联式寻北仪旋转机构的研究[D]. 曹鹏.哈尔滨工业大学 2009
[7]基于光纤陀螺的寻北仪技术研究[D]. 嵩甲晨.哈尔滨工业大学 2009
[8]捷联式寻北仪机械系统设计及冲击响应分析[D]. 吴昊.哈尔滨工业大学 2007
[9]挠性陀螺数字再平衡回路及其寻北系统研究[D]. 龙文强.中北大学 2007
[10]光纤陀螺快速高精度寻北技术与试验研究[D]. 刘东波.南京航空航天大学 2007
本文编号：2906338
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
MW4a产品
3陀螺经纬仪主要技术指标是一次定向的时间和精度，尤其是军用领域的仪器更强调抗振性和快速性，并要求其具有可靠和轻巧等性能。陀螺经纬仪结构如图1-2。我国对陀螺经纬仪的研究开始于1956年，典型的型号有JT91-200、DTJ-Ⅱ、JT-15型等。另外，德国、匈牙利、日本、瑞士、美国、英国、加拿大和苏联也都拥有自己型号的产品。国内外主要的陀螺经纬仪情况如表1-1所示。国外静态寻北的代表产品为德国 WBK 公司的 GYROMAT5000 型陀螺经纬仪，这是世界上最精确最精密陀螺经纬仪，如图 1-3 所示，GYROMAT5000 的最新产品对应于一个弧的偏差约 1.2 厘米的距离 1 公里处高精度方向测量的精度为 0.8/1000thgon。所需的时间测量单个方向只有 6 到 9 分钟。新的压电驱动与高分辨率的角度编码器与可靠的能源存储系统的新能源概念和可更换电池使系统更快、更可靠和更容易维护。特殊的设计特点有：人体工学设计只有一个可充电电池；更精确的压电驱动与高分辨率的角度编码器；陀螺测量系统可靠的中间储能系统；通过蓝牙无线远程控制和数据传输；有线接口(USB/RS-232)进行控制和数据传输；菜单驱动的度量序列；先进的监控。国内目前开发研制同类陀螺经纬仪的主要有中国航天科技集团公司和解放军总参西安测绘研究所等单位。根据目前了解的情况，我国产品在精度和寻北时间上与国外先进水平逐渐接近，但在便携化等产品实用性要求方面尚有距离。1.悬挂带 2.导流丝 3.悬挂柱 4.照明灯
图 1-3 GYROMAT5000 型陀螺经纬仪列的陀螺罗经。了现代船舶上常用的陀螺仪。1852年，法国物的安修茨Anschutz研制陀螺罗经，到1930年l;TZ gyrocompass安修茨陀螺罗经系列原型。所示。佩里主要针对不同的舰船对象设计生产，例如型船用的SR50、SR120、SR130型，M经产品之外，还有挠性陀螺仪、磁悬浮陀螺展，我国已经具有多种陀螺罗经的生产能力些陀螺罗经已经可以满足国内各个行业的需
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载惯导系统减振设计[J]. 宁月光,贾新强. 现代导航. 2015(06)
[2]基于有限元分析方法的某惯性台体结构优化设计[J]. 陈兴好,余盛强,闫红松. 导航定位与授时. 2014(03)
[3]制导弹药用微惯性测量单元结构设计[J]. 李杰,刘俊. 兵工学报. 2013(06)
[4]微惯性测量单元的减振结构设计与仿真分析[J]. 李承斌,尤政,张高飞,赵嘉昊. 传感器与微系统. 2012(11)
[5]激光陀螺捷联惯导系统IMU结构模态分析[J]. 刘昱,王伟,李城锁. 中国惯性技术学报. 2012(03)
[6]限位保护装置在转台中的应用研究[J]. 程亚静,李杨,熊霞元,程学艳. 航空精密制造技术. 2012(02)
[7]采用旋转调制技术的高精度陀螺寻北方案[J]. 白云超,李学琴,马小辉,田育民. 中国惯性技术学报. 2010(04)
[8]基于旋转调制技术的自动陀螺寻北仪方案设计[J]. 白云超,刘思伟,田育民,张华文. 测绘技术装备. 2010(02)
[9]一种实用旋转调制式陀螺寻北仪的设计[J]. 徐海刚,郭宗本. 兵工学报. 2010(05)
[10]单轴光纤陀螺寻北仪[J]. 蒋庆仙,陈晓璧,马小辉,王华. 中国惯性技术学报. 2010(02)
博士论文
[1]陀螺稳定光电跟踪平台伺服控制系统研究[D]. 姬伟.东南大学 2006
[2]动力调谐陀螺仪一体式挠性支承[D]. 刘春节.同济大学 2006
[3]基于光纤陀螺的寻北定向技术研究[D]. 张志君.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2005
硕士论文
[1]基于MEMS-IMU寻北定向技术研究[D]. 张成浩.北京理工大学 2015
[2]船载光电转台设计及特殊环境下结构稳定性分析[D]. 曹源.南京理工大学 2014
[3]高精度单轴转台的陀螺测试与建模研究[D]. 宋林.哈尔滨工业大学 2013
[4]光纤陀螺寻北系统研究[D]. 张芳.哈尔滨工程大学 2011
[5]挠性寻北仪的关键技术研究[D]. 吴学强.哈尔滨工程大学 2010
[6]新型捷联式寻北仪旋转机构的研究[D]. 曹鹏.哈尔滨工业大学 2009
[7]基于光纤陀螺的寻北仪技术研究[D]. 嵩甲晨.哈尔滨工业大学 2009
[8]捷联式寻北仪机械系统设计及冲击响应分析[D]. 吴昊.哈尔滨工业大学 2007
[9]挠性陀螺数字再平衡回路及其寻北系统研究[D]. 龙文强.中北大学 2007
[10]光纤陀螺快速高精度寻北技术与试验研究[D]. 刘东波.南京航空航天大学 2007
本文编号：2906338
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