本發(fā)明涉及單自由度液浮慣性儀表用傳感器及力矩器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置。

背景技術(shù)：

液浮慣性器件，如陀螺儀和加速度計(jì)，屬于技術(shù)成熟的產(chǎn)品，有精度高、可靠性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前仍廣泛裝備于現(xiàn)役武器裝備。傳統(tǒng)的液浮陀螺儀及加速度計(jì)結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，體積大，與現(xiàn)代武器裝備對慣性儀表非常苛刻的體積需求背離。

在液浮慣性儀表中，傳感器是測量慣性儀表敏感外界輸入的關(guān)鍵元件，力矩器則用于控制或保持慣性儀表敏感器件的工作位置。傳感器及力矩器屬于慣性儀表的控制環(huán)節(jié)，是液浮慣性儀表中重要的配套元件。一般情況下，傳感器及力矩器都有各自的結(jié)構(gòu)，并且以獨(dú)立成套的結(jié)構(gòu)安裝在液浮慣性儀表中。以下結(jié)合附圖對現(xiàn)有傳感器和力矩器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單介紹：

圖1為現(xiàn)有液浮慣性儀表動圈傳感器結(jié)構(gòu)。包括激磁線圈1，動圈2，導(dǎo)磁環(huán)3(圖1中導(dǎo)磁環(huán)在內(nèi)，激磁線圈在外，但也可能是激磁線圈在內(nèi)，導(dǎo)磁環(huán)在外)。圖2為現(xiàn)有液浮慣性儀表永磁力矩器結(jié)構(gòu)。包括永磁體4，動圈5，導(dǎo)磁環(huán)6(圖2中導(dǎo)磁環(huán)在外，永磁體在內(nèi)，但也可能是導(dǎo)磁環(huán)在內(nèi)，永磁體在外)。

由于傳感器及力矩器以獨(dú)立成套的結(jié)構(gòu)安裝在液浮慣性儀表中，因此占用空間較大。而目前在液浮慣性儀表中低精度的應(yīng)用領(lǐng)域，對小型化需求迫切，因此現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小的應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置，其特征在于：包括多面體磁極安裝骨架、激磁線圈、永磁體、動圈骨架、傳感器線圈和力矩器線圈，激磁線圈和永磁體安裝在多面體磁極安裝骨架上組成定子組件，在多面體磁極安裝骨架的外側(cè)同軸設(shè)置動圈骨架，該動圈骨架上布置有傳感器線圈和力矩器線圈。

而且，所述的永磁體為四個或六個。

而且，所述的多面體磁極安裝骨架為六面體或者八面體或者十面體。

而且，所述的多面體磁極安裝骨架的多個邊為非等分狀態(tài)。

而且，在動圈骨架的外側(cè)同軸設(shè)置外導(dǎo)磁環(huán)，該外導(dǎo)磁環(huán)由外殼體充當(dāng)，外殼體材料可選為dt4、1j79、1j50等軟磁材料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

1、本發(fā)明由于把傳感器和力矩器的功能組合于一體，形成了組合式傳感器，因此慣性儀表的軸向長度大為縮減，較分體式結(jié)構(gòu)可縮減30～50％，從而實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)。

2、本發(fā)明由于去掉了外導(dǎo)磁環(huán)，慣性儀表的直徑可以縮減，縮減量為外導(dǎo)磁環(huán)厚度的兩倍，此設(shè)計(jì)同樣起到了減小體積的作用。

3、本發(fā)明相關(guān)改進(jìn)使得結(jié)構(gòu)更加緊湊，降低了裝配工作量和裝配難度。

4、本發(fā)明針對單自由度液浮慣性儀表用傳感器及力矩器進(jìn)行改進(jìn)。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較，本發(fā)明把傳感器及力矩器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，形成組合式傳感器；并去掉原來傳感器回路中的導(dǎo)磁環(huán)，直接利用慣性儀表的軟磁材料外殼代替其功能。實(shí)現(xiàn)方式如下：⑴、組合動圈傳感器和永磁式力矩器于一體，并合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)降低耦合干擾；⑵、慣性儀表外殼體直接采用軟磁材料，并設(shè)計(jì)合理的陀螺儀或加速度計(jì)的浮子與殼體間隙，以去掉外導(dǎo)磁環(huán)，用外殼體直接代替其功能。

5、本發(fā)明所述一種應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置，本發(fā)明對液浮慣性儀表用傳感器及力矩器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到小型化的目標(biāo)，并能滿足慣性儀表的指標(biāo)要求，適用于液浮慣性儀表中低精度的應(yīng)用領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有液浮慣性儀表傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有液浮慣性儀表力矩器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明提出的組合傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施例；需要說明的是，本實(shí)施例是敘述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置，包括多面體磁極安裝骨架9、激磁線圈7、永磁體8、動圈骨架10、傳感器線圈11、力矩器線圈12和外導(dǎo)磁環(huán)13，激磁線圈和永磁體安裝在多面體磁極安裝骨架上，組成定子組件。在多面體磁極安裝骨架的外側(cè)同軸設(shè)置動圈骨架，該動圈骨架上布置有傳感器線圈和力矩器線圈，所述的傳感器線圈和力矩器線圈的安裝位置以及數(shù)量與多面體磁極安裝骨架的多面體位置和面數(shù)相吻合。在動圈骨架的外側(cè)同軸設(shè)置外導(dǎo)磁環(huán)，該外導(dǎo)磁環(huán)由外殼體充當(dāng)，外殼體材料可選為dt4、1j79、1j50等軟磁材料。

所述的永磁體(磁鋼)為四個或六個，所述的多面體磁極安裝骨架為六面體或者八面體或者十面體。即：為了在縮小體積的情況下，不損失慣性器件的量程，可以增加力矩磁鋼的對數(shù)，如本發(fā)明所示意，把原設(shè)計(jì)的4個磁鋼(圖2所示)，增加到6個磁鋼(圖3所示)，如此磁極安裝骨架——多面體由八面增加到十面，當(dāng)然若不考慮儀表的量程，可以更改設(shè)計(jì)八面體或者六面體。

為了避免耦合，本發(fā)明采取了不等分角度布局設(shè)計(jì)(多面體磁極安裝骨架的多個邊為非等分狀態(tài))，即縮小同一器件磁極間的夾角，增大傳感器與力矩器磁極間的夾角。對應(yīng)到具體設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)十面體的10個邊為非等分狀態(tài)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置，包括多面體磁極安裝骨架、激磁線圈、永磁體、動圈骨架、傳感器線圈和力矩器線圈，激磁線圈和永磁體安裝在多面體磁極安裝骨架上組成定子組件，在多面體磁極安裝骨架的外側(cè)同軸設(shè)置動圈骨架，該動圈骨架上布置有傳感器線圈和力矩器線圈。本發(fā)明所述一種應(yīng)用于液浮慣性儀表的小型化角度敏感及控制裝置，本發(fā)明對液浮慣性儀表用傳感器及力矩器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到小型化的目標(biāo)，并能滿足慣性儀表的指標(biāo)要求，適用于液浮慣性儀表中低精度的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：魏艷勇;石慧;王鵬輝;王智奇;喬娟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇七研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.08
技術(shù)公布日：2017.10.17