CN110553638B - 一种激光陀螺的谐振子结构 - Google Patents
一种激光陀螺的谐振子结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110553638B CN110553638B CN201910928668.5A CN201910928668A CN110553638B CN 110553638 B CN110553638 B CN 110553638B CN 201910928668 A CN201910928668 A CN 201910928668A CN 110553638 B CN110553638 B CN 110553638B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- central body
- vibration transmission
- spokes
- wall
- laser gyro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/721—Details
- G01C19/722—Details of the mechanical construction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种激光陀螺的谐振子结构，包括中心体、谐振环、辐条、传振梁与传振片，所述中心体的中心配置有中心孔，所述谐振环套设于所述中心体的外侧，所述中心体的外壁通过多根辐条与所述谐振环的内壁相连接，且多根所述辐条围绕所述中心孔呈环形对称分布，在所述辐条的至少一侧粘接有压电元件，在所述中心体上还分别通过多根所述传振梁连接有传振片，所述传振片的外壁与激光陀螺光学腔体上开设的容置孔内壁相适应。其显著效果是：结构简单，制作简单，机械灵敏度较传统结构更高，很好的缩小甚至消除了光学激光陀螺的锁区，有效提高了激光陀螺产品的性能和精度。
Description
技术领域
本发明涉及到激光陀螺生产技术领域，具体涉及一种激光陀螺的谐振子结构。
背景技术
光学激光陀螺由于其角速度测量范围的不受限，不需要机械稳定平台，使其成为理想的捷联式角速度传感器，在导航、定位、定向上应用广泛。但由于其自身存在着锁区问题，影响产品的性能、精度。
为缩小锁区甚至达到消除锁区，引入了抖动偏频装置即振子部件，它可以使激光陀螺工作在锁区外，避开锁区。压电式振子依靠通电产生变形，从而带动振子的辐条产生变形起振。传统技术中的振子均为环向对称结构，常见的结构形式有环形，杯形和半球形。由于振子组件的性能主要由振子的自身结构和压电陶瓷片的性能决定，在激光陀螺的制造过程中，是影响激光陀螺精度与灵敏度的直接部件。而现有的振子结构形式，存在加工精度要求高、加工难度大、制造成本高等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种激光陀螺的谐振子结构，结构简单，便于加工，能够很好的缩小甚至消除光学激光陀螺的锁区，有力提高激光陀螺产品的性能和精度。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种激光陀螺的谐振子结构，其关键在于：包括中心体、谐振环、辐条、传振梁与传振片，所述中心体的中心配置有中心孔，所述谐振环套设于所述中心体的外侧，所述中心体的外壁通过多根辐条与所述谐振环的内壁相连接，且多根所述辐条围绕所述中心孔呈环形对称分布，在所述辐条的至少一侧粘接有压电元件，在所述中心体上还分别通过多根所述传振梁连接有传振片，所述传振片的外壁与激光陀螺光学腔体上开设的容置孔内壁相适应。
进一步的，所述谐振环的上表面向上突起形成有多个安装台阶，每个所述安装台阶的中心均开设有安装孔。
进一步的，所述安装台阶的形成位置与所述辐条和谐振环的连接位置相对应。
进一步的，所述辐条的上端面与所述中心体的上端面齐平，所述辐条的下端面延伸至所述中心体的中下部；所述传振梁的上端面位于所述中心体的中上部，所述传振梁的下端面与所述中心体的下端面齐平。
进一步的，所述辐条与所述传振梁相间设置，所述辐条与所述传振梁的高度一致。
进一步的，所述辐条的数量为4n根，n为不小于1的整数。
进一步的，在所述辐条的两侧均粘接有所述压电元件。
进一步的，所述辐条与所述中心体的连接处采用圆弧面平滑过渡。
进一步的，所述传振片的外壁为弧面，多个所述传振片均匀分布于同一圆周。
进一步的，多个所述传振片所围成的圆周直径小于所述谐振环的直径。
本发明的显著效果是：
1、结构简单，仅仅包括中心体、谐振环、辐条、传振梁与传振片，多余的材料全部被去除，这使得振子消耗能量、产生噪声的部分大大减少，大大提高了振子的信噪比，同时还能够使得制作工艺更加简单；
2、各压电元件均匀分布于以中心体为圆形的圆周上，辐条与辐条之间的空隙降低了振子的结构阻尼和空气阻尼，使得振子能够以更大的振幅振动，其机械灵敏度较传统结构更高；
3、采用同轴设置的中心体、压电元件、传振片以及谐振环，在压电元件性能固定的前提下，很好的缩小甚至消除了光学激光陀螺的锁区，有效提高了激光陀螺产品的性能和精度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的俯视图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是图3的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
如图1～图5所示，一种激光陀螺的谐振子结构，包括中心体1、谐振环2、辐条3、传振梁4与传振片5，所述谐振环2的上表面向上突起形成有四个安装台阶6，四个所述安装台阶6呈对称式分布，每个所述安装台阶6的中心均开设有安装孔7，所述中心体1的中心配置有中心孔8，所述谐振环2套设于所述中心体1的外侧，所述中心体1的外壁通过四根辐条3与所述谐振环2的内壁相连接，且四根所述辐条3围绕所述中心孔8呈环形对称分布，所述辐条3与所述中心体1的连接处采用圆弧面平滑过渡，所述安装台阶6的形成位置与所述辐条3和谐振环2的连接位置相对应，在所述辐条3的两侧粘接有压电元件9，也即是所述压电元件9围绕中心孔8呈环形均匀分布，在所述中心体1上还分别通过四根所述传振梁4连接有传振片5，所述传振梁4与所述传振片5连接后大致呈T字形结构，所述辐条3与所述传振梁4相间设置，所述传振片5的外壁与激光陀螺光学腔体上开设的容置孔内壁相适应，四根辐条3的中心线、四根传振梁4的中心线与所述谐振环2的中心线共线。
优选的，所述辐条3的高度与所述压电元件9一致，所述辐条3的高度与所述传振梁4一致，所述传振梁4的高度与所述传振片5一致。但所述辐条3的安装高度高于所述传振梁4，本例中所述辐条3与传振梁4的具体安装关系为：所述辐条3的上端面与所述中心体1的上端面齐平，所述辐条3的下端面延伸至所述中心体1的中下部；所述传振梁4的上端面位于所述中心体1的中上部，所述传振梁4的下端面与所述中心体1的下端面齐平。
优选的，所述传振片5的外壁为弧面，四个所述传振片5均匀分布于同一圆周，且四个所述传振片5所围成的圆周直径小于所述谐振环2的内径。
优选的，所述中心体1的长度为29mm；所述谐振环2的外径为29.5mm，内径为20.4mm，高度为5mm；所述辐条3的厚度为2mm，长度为23mm；四个传振片5所围成圆周的直径为18.7mm，长度为23mm；所述安装孔7的直径为4mm，本方案所述振子的长度高度为29mm。
本实施例采用同轴设置的中心体1、压电元件9、传振片5以及谐振环2，在压电元件9的性能固定的前提下，很好的缩小甚至消除了光学激光陀螺的锁区，有效提高了激光陀螺产品的性能和精度。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种激光陀螺的谐振子结构，其特征在于：包括中心体、谐振环、辐条、传振梁与传振片，所述中心体的中心配置有中心孔，所述谐振环套设于所述中心体的外侧，所述谐振环的上表面向上突起形成有多个安装台阶，所述安装台阶的形成位置与所述辐条和谐振环的连接位置相对应，每个所述安装台阶的中心均开设有安装孔；所述中心体的外壁通过多根辐条与所述谐振环的内壁相连接，且多根所述辐条围绕所述中心孔呈环形对称分布，所述辐条与所述中心体的连接处采用圆弧面平滑过渡；所述辐条与所述传振梁相间设置，所述辐条与所述传振梁的高度一致，所述辐条的上端面与所述中心体的上端面齐平，所述辐条的下端面延伸至所述中心体的中下部；所述传振梁的上端面位于所述中心体的中上部，所述传振梁的下端面与所述中心体的下端面齐平；在所述辐条的至少一侧粘接有压电元件，在所述辐条的两侧均粘接有所述压电元件，在所述中心体上还分别通过多根所述传振梁连接有传振片，所述传振片的外壁与激光陀螺光学腔体上开设的容置孔内壁相适应，所述传振片的外壁为弧面，多个所述传振片均匀分布于同一圆周。
2.根据权利要求1任一项所述的激光陀螺的谐振子结构，其特征在于：所述辐条的数量为4n根，n为不小于1的整数。
3.根据权利要求1所述的激光陀螺的谐振子结构，其特征在于：多个所述传振片所围成的圆周直径小于所述谐振环的内径。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910928668.5A CN110553638B (zh) | 2019-09-28 | 2019-09-28 | 一种激光陀螺的谐振子结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910928668.5A CN110553638B (zh) | 2019-09-28 | 2019-09-28 | 一种激光陀螺的谐振子结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110553638A CN110553638A (zh) | 2019-12-10 |
| CN110553638B true CN110553638B (zh) | 2024-06-07 |
Family
ID=68741874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910928668.5A Active CN110553638B (zh) | 2019-09-28 | 2019-09-28 | 一种激光陀螺的谐振子结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110553638B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112665571B (zh) * | 2020-12-01 | 2023-10-13 | 华中光电技术研究所（中国船舶重工集团公司第七一七研究所） | 一种激光陀螺嵌入式抖动*** |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0390180A2 (de) * | 1989-03-30 | 1990-10-03 | TELDIX GmbH | Positionsmessvorrichtung für Lichtstrahlen von Laserkreiseln |
| US5063321A (en) * | 1988-02-24 | 1991-11-05 | Teldix Gmbh | Torsional vibration drive |
| KR20030066256A (ko) * | 2002-02-05 | 2003-08-09 | 사단법인 고등기술연구원 연구조합 | 링 레이저 자이로스코프의 액셜 진동기 |
| CN106507911B (zh) * | 2010-08-27 | 2014-04-23 | 中国航空工业第六一八研究所 | 激光陀螺无套筒式抖动机构 |
| CN104215233A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种具有刚性轴自稳定性能的圆柱壳陀螺谐振子 |
| CN206113952U (zh) * | 2016-08-23 | 2017-04-19 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种激光陀螺新型抖动偏频机构及其抖动轮 |
| CN207515791U (zh) * | 2017-11-01 | 2018-06-19 | 西安德讯威光电测控技术有限公司 | 一种空心环形双筋四辐抖动轮 |
| WO2018134377A1 (fr) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | Centre National De La Recherche Scientifique | Sonde pour microscope à force atomique équipé d'un résonateur optomécanique, et microscope à force atomique comportant une telle sonde |
| CN210774086U (zh) * | 2019-09-28 | 2020-06-16 | 中科天翼导航技术有限公司 | 激光陀螺振子结构 |
-
2019
- 2019-09-28 CN CN201910928668.5A patent/CN110553638B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5063321A (en) * | 1988-02-24 | 1991-11-05 | Teldix Gmbh | Torsional vibration drive |
| EP0390180A2 (de) * | 1989-03-30 | 1990-10-03 | TELDIX GmbH | Positionsmessvorrichtung für Lichtstrahlen von Laserkreiseln |
| KR20030066256A (ko) * | 2002-02-05 | 2003-08-09 | 사단법인 고등기술연구원 연구조합 | 링 레이저 자이로스코프의 액셜 진동기 |
| CN106507911B (zh) * | 2010-08-27 | 2014-04-23 | 中国航空工业第六一八研究所 | 激光陀螺无套筒式抖动机构 |
| CN104215233A (zh) * | 2014-09-18 | 2014-12-17 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种具有刚性轴自稳定性能的圆柱壳陀螺谐振子 |
| CN206113952U (zh) * | 2016-08-23 | 2017-04-19 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种激光陀螺新型抖动偏频机构及其抖动轮 |
| WO2018134377A1 (fr) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | Centre National De La Recherche Scientifique | Sonde pour microscope à force atomique équipé d'un résonateur optomécanique, et microscope à force atomique comportant une telle sonde |
| CN207515791U (zh) * | 2017-11-01 | 2018-06-19 | 西安德讯威光电测控技术有限公司 | 一种空心环形双筋四辐抖动轮 |
| CN210774086U (zh) * | 2019-09-28 | 2020-06-16 | 中科天翼导航技术有限公司 | 激光陀螺振子结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110553638A (zh) | 2019-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9568314B2 (en) | Bell-shaped vibrator type angular rate gyro | |
| US7155978B2 (en) | Micro angular rate sensor | |
| US7401397B2 (en) | Method of producing an inertial sensor | |
| US7793541B2 (en) | Planar resonator gyroscope central die attachment | |
| JP3834397B2 (ja) | レートセンサ | |
| WO2008079930A1 (en) | Vibratory gyroscope with parasitic mode damping | |
| CN104931032A (zh) | 一种单锚定点四质量块mems谐振式陀螺仪 | |
| CN110553638B (zh) | 一种激光陀螺的谐振子结构 | |
| CN105606083A (zh) | 一种外支撑四质量块mems谐振式陀螺仪 | |
| US20110185829A1 (en) | Rotational vibration gyro | |
| CN86103129A (zh) | 支撑环形激光角速度传感器的高频振动机构 | |
| US5476007A (en) | Vibrating gyroscope | |
| CN210774086U (zh) | 激光陀螺振子结构 | |
| US20030188577A1 (en) | Isolated resonator gyroscope with isolation trimming using a secondary element | |
| CN107860379B (zh) | 一种静电激励与检测的圆柱壳哥氏振动陀螺 | |
| US6955084B2 (en) | Isolated resonator gyroscope with compact flexures | |
| CN219145356U (zh) | 一种采用多振子耦合的微机械谐振器 | |
| EP1529195A1 (en) | Isolated planar gyroscope with internal radial sensing and actuation | |
| CN207515792U (zh) | 一种小尺寸环形单筋三辐抖动轮结构 | |
| CA2458590A1 (en) | Vibratory gyroscopic rate sensor | |
| CN113324519B (zh) | 一种基于体振动的翻转倾斜检测结构 | |
| JP2007271497A (ja) | 振動子及び角速度センサ | |
| CN112444239A (zh) | 一种几何补偿式的（100）硅微机械环形谐振陀螺 | |
| CN215918085U (zh) | 压电超声换能器 | |
| US20240102804A1 (en) | Vibratory gyroscope sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |