专利名称：捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及隔振与结构设计技术领域，尤其是是捷联式激光陀螺惯性测量单元 (以下简称激光IMU)的具有特定隔振性能和结构功能的安装装置。
背景技术：
激光IMU的使用对于国内某些产品仍然是一项较为新颖和先进的技术，所以目前 其安装装置仍有很多不足，大致可归纳为以下几个方面首先，目前的安装装置基本上为平 板式、框架式或两者的变型结构，对于激光IMU不但起不到减振和隔振作用，反而容易在设 备敏感频带内引起振动放大，所以其结构和功效不能与设备安装需求相匹配，组件级别的 安装减振系统不能与整个产品的布局和减振系统相匹配，也就无法给设备提供良好的工作 环境；其次，目前的安装装置通常只起支撑和固定作用，强调结构稳固性，重量和刚度都很 大，但功能性效果却不很理想，反而牺牲了很多重量和空间，例如某产品用于安装激光IMU 的结构件，其厚度最大达到了 70mm，并且虽然采用了一些减重措施，但其重量仍然超过了 8kg ；再次，目前的安装装置经常是简单的采用将螺栓穿入设备安装孔来进行固定的方式， 对于在舱体的狭小空间内安装体积和重量都相对较大的激光IMU，实际操作十分不便 ’然 后，目前的安装装置对于激光IMU安装精度要求是采用多级销钉定位来满足的，并且由于 空间结构的限制，销钉之间的距离往往很近，为了能达到设备安装精度，就需要减小零件间 隙，提高零件加工精度，这就一定程度上增加了成本；最后，目前的安装装置还存在着影响 周围其他设备布局，限制舱体内部电缆走向和结构本身难以进一步优化等缺点。
发明内容为了克服现有技术减振功效不匹配、体积和重量较大、安装操作不方便、设备安装 精度差等不足，本发明提供一种捷联式激光陀螺惯性测量单元的隔振安装装置，能够改善 激光IMU的力学环境，并最终提高产品的性能和命中精度。本发明解决其技术问题采用了两种技术方案，第一种方案采用内收式支架结构， 包括支架、支脚、螺柱和隔振器，支架的外形轮廓呈圆环状，圆环外径以刚好能够从产品舱 段前端装入为准，支架有若干个支脚向内伸出，各支脚沿支架的圆心点对称；支架在圆环部 位通过螺栓和定位销与产品舱段联接，支脚上装有悬挂螺柱，而激光IMU通过悬挂螺柱安 装固定，激光IMU与悬挂螺柱之间装有隔振器，激光IMU位于支架的弹性中心，以求达到最 佳的隔振效果，激光IMU使用定位工装获得定位精度。第二种方案采用外扩式支架结构，包括支架、支脚、螺柱和隔振器，支架的外形轮 廓呈多边形，多边形形状以刚好能够包围激光IMU为准，支架有若干个支脚向外伸出，各支 脚沿支架的中心点对称，支架和支脚的外部结构尺寸同样以刚好能从产品舱段前端装入为 准，支架在支脚部位通过螺栓与产品舱段联接，支脚与产品舱段之间装有隔振器，支架多边 形顶点部位装有悬挂螺柱，而激光IMU通过悬挂螺柱安装固定，激光IMU位于支架的弹性中 心，以求达到最佳的隔振效果，同时产品舱段安装有定位销，激光IMU使用定位工装配合定位销来获得定位精度。两种支架均可选择任意适宜的材料制作，支脚数量和尺寸可根据空间大小和设备 外形进行设计，但支脚的长度和截面应选择适当参数，使得隔振器固有频率、支架在支脚部 位的固有频率以及产品舱段固有频率按从低向高的规律分布，并且相邻两者之间的频率比 保持在2 5以内为佳，同时支架在支脚部位的固有频率在三个正交方向的差异不应超过 20%。隔振器一般使用黏弹性阻尼橡胶材料制作，上下两层橡胶材料中间装有钢套，以 便与设备或产品舱段固定，隔振器的固有频率和阻尼应根据使用条件选取，一般阻尼比ζ =0. 05 0. 12，频率比 Z = 3 10。悬挂螺柱基本上是一种带台阶的双头螺栓，为了 便于安装其圆柱部分加工有平面 夹持结构，而且为了防止松动，安装悬挂螺柱时采用了双螺母加上自锁螺母的原理。定位销结构上大致可分为三段，上段为圆柱段，与定位工装配合定位，中段为上下 带凸缘的方形柱体，是安装时的加持部位，下段为带台阶的螺纹，台阶配合定位，螺纹用来 固定；定位工装在安装激光IMU时使用，起定位和检验安装精度的作用，用完后拆下以备下 次使用。本发明的有益效果是本发明是根据经典振动力学原理以及结构系统优化准则来设计的。在经典振动力 学理论中，对于一个机械振动系统而言，振动的绝对传递函数为
权利要求1.捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，包括支架、支脚、螺柱和隔振器，其特 征在于支架的外形轮廓呈圆环状，圆环外径以刚好能够从产品舱段前端装入为准，支架有 若干个支脚向内伸出，各支脚沿支架的圆心点对称；支架在圆环部位通过螺栓和定位销与 产品舱段联接，支脚上装有悬挂螺柱，而捷联式激光陀螺惯性测量单元通过悬挂螺柱安装 固定，捷联式激光陀螺惯性测量单元与悬挂螺柱之间装有隔振器，捷联式激光陀螺惯性测 量单元位于支架的弹性中心，捷联式激光陀螺惯性测量单元使用定位工装获得定位精度。
2.捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，包括支架、支脚、螺柱和隔振器，其特 征在于支架的外形轮廓呈多边形，多边形形状以刚好能够包围捷联式激光陀螺惯性测量 单元为准，支架有若干个支脚向外伸出，各支脚沿支架的中心点对称，支架和支脚的外部结 构尺寸同样以刚好能从产品舱段前端装入为准，支架在支脚部位通过螺栓与产品舱段联 接，支脚与产品舱段之间装有隔振器，支架多边形顶点部位装有悬挂螺柱，而捷联式激光陀 螺惯性测量单元通过悬挂螺柱安装固定，捷联式激光陀螺惯性测量单元位于支架的弹性中 心，产品舱段安装有定位销，捷联式激光陀螺惯性测量单元使用定位工装配合定位销来获 得定位精度。
3.根据权利要求1或2的捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，其特征在于 所述支脚的长度和截面应选择适当参数，使得隔振器固有频率、支架在支脚部位的固有频 率以及产品舱段固有频率按从低向高的规律分布，并且相邻两者之间的频率比保持在2 5，同时支架在支脚部位的固有频率在三个正交方向的差异不超过20%。
4.根据权利要求1或2的捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，其特征在于 所述隔振器使用黏弹性阻尼橡胶材料制作，上下两层橡胶材料中间装有钢套，隔振器的阻 尼比ζ = 0. 05 0. 12，频率比Z = 3 10。
5.根据权利要求1或2的捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，其特征在于 所述悬挂螺柱是带台阶的双头螺栓，其圆柱部分加工有平面夹持结构。
6.根据权利要求1或2的捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，其特征在于 所述定位销上段为圆柱段，中段为上下带凸缘的方形柱体，下段为带台阶的螺纹。
专利摘要本实用新型公开了一种捷联式激光陀螺惯性测量单元隔振安装装置，包括支架、支脚、螺柱和隔振器，支架有若干个支脚点对称伸出，支架与产品舱段联接，支脚通过悬挂螺柱固定激光IMU，激光IMU与悬挂螺柱之间装有隔振器；或者支脚与产品舱段联接，支架与产品舱段之间装有隔振器，支架通过悬挂螺柱固定激光IMU。本实用新型系统隔振效果良好，尤其对高频隔振的改善十分明显，而且减轻了结构重量，节省了占用空间。
文档编号G01C19/64GK201837394SQ20102058642
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者李春朴 申请人:中国航天科工集团第二研究院二一〇所