專利名稱：三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖陀螺測(cè)量技術(shù)，具體涉及一種三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
光纖陀螺系統(tǒng)是一個(gè)廣泛應(yīng)用于敏感相對(duì)于慣性空間角運(yùn)動(dòng)的裝置。它作為一種重要的慣性敏感器，與機(jī)械陀螺相比，具有全固態(tài)、對(duì)重力不敏感、啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)，并且還具有重量輕、壽命長(zhǎng)、成本低的優(yōu)勢(shì)，在航空、航天、航海等軍用領(lǐng)域及地質(zhì)、石油勘探等民用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 現(xiàn)目前的光纖陀螺測(cè)量裝置，主要由光纖陀螺和電機(jī)構(gòu)成，工作時(shí)通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來帶動(dòng)光纖陀螺的旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行測(cè)量。這種結(jié)構(gòu)的光纖陀螺在測(cè)量時(shí)，由于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)無(wú)法固定在一個(gè)角度范圍內(nèi)，使得光纖陀螺在測(cè)量時(shí)只能針對(duì)一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)，不能進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量；而且在進(jìn)行地質(zhì)、石油勘探等活動(dòng)時(shí)，經(jīng)常會(huì)與周邊環(huán)境中的硬質(zhì)物發(fā)生碰撞，碰撞容易造成測(cè)量裝置內(nèi)部組件松動(dòng)，更嚴(yán)重的情況下使得設(shè)備損壞，無(wú)法進(jìn)行正常的測(cè)量，而更換和維修設(shè)備的費(fèi)用又很昂貴，給使用者帶來了不便。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中光纖陀螺測(cè)量裝置的上述不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗震性能良好、可連續(xù)測(cè)量方位和軌跡的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，包括設(shè)置在一體化外筒內(nèi)的探測(cè)組件，所述探測(cè)組件由步進(jìn)電機(jī)和光纖陀螺組成，步進(jìn)電機(jī)與光纖陀螺連接，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光纖陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)，在外筒的底端連接有鎖緊羅盤；在外筒內(nèi)還設(shè)置有減震器，所述減震器與探測(cè)組件固定連接；在步進(jìn)電機(jī)的控制端連接有光電編碼器，所述光電編碼器可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過設(shè)置減震器，能夠較好的保護(hù)裝置內(nèi)部的組件不因強(qiáng)烈的碰撞或震動(dòng)而造成損壞，同時(shí)采用光電編碼器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得裝置能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)測(cè)量。 進(jìn)一步，所述減震器包括下減震器和上減震器，其中下減震器與探測(cè)組件的下端
連接，上減震器安裝在探測(cè)組件的頂端。通過在上、下兩端都加裝減震器，使得來自裝置上、
下兩端的沖擊力都能被有效的緩解和減弱，從兩端對(duì)裝置都能起到保護(hù)作用。 進(jìn)一步，所述光電編碼器將步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度限定為四個(gè)象位，即O。 、90° 、
180°和270° 。光電編碼器控制步進(jìn)電機(jī)在固定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使光纖陀螺能夠?qū)?br> 現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，極大的提高了光纖陀螺的測(cè)量精度。 再進(jìn)一步，所述下減震器由液壓缸、下減震彈簧和下滑桿構(gòu)成，液壓缸的底端安裝在鎖緊羅盤上，在液壓缸的開口處連接有密封蓋，下滑桿通過螺釘安裝在步進(jìn)電機(jī)的下端，下減震彈簧套在下滑桿上，下滑桿穿過密封蓋伸入液壓缸的內(nèi)腔，在下滑桿的底端固定連接有擋塊，下滑桿帶動(dòng)擋塊在液壓缸內(nèi)滑動(dòng)。 再進(jìn)一步，所述上減震器包括陀螺下滑桿和上減震彈簧，陀螺下滑桿通過螺釘固定安裝在光纖陀螺的護(hù)筒上，上減震彈簧套在陀螺下滑桿上，在外筒的頂端還連接有上接頭，在陀螺下滑桿和上接頭的外壁上分別設(shè)置有密封圈，陀螺下滑桿可在上接頭的空腔內(nèi)滑動(dòng)。 再進(jìn)一步，所述下減震器由后減震座、下減震彈簧和下滑桿構(gòu)成，后減震座安裝在
鎖緊羅盤上，在后減震座的外壁上還設(shè)置有密封圈，下滑桿通過螺釘安裝在步進(jìn)電機(jī)的下端，下減震彈簧套在下滑桿上，下滑桿可在后減震座的內(nèi)腔滑動(dòng)。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn) 本實(shí)用新型采用光纖陀螺作用測(cè)量裝置的核心單元，具有使用壽命長(zhǎng)、抗撞擊性好、不易損壞的優(yōu)點(diǎn)，并且在裝置內(nèi)的上、下兩端都加裝了減震器，能夠極大的降低撞擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊力，保護(hù)裝置內(nèi)的組件不被損壞；同時(shí)采用了光電編碼器精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，達(dá)到了對(duì)檢測(cè)目標(biāo)連續(xù)測(cè)量的目的，測(cè)量效果具有較大的提升。

圖1為本實(shí)用新型測(cè)量裝置的上部結(jié)構(gòu)剖視圖；[0014] 圖2為本實(shí)用新型測(cè)量裝置的下部結(jié)構(gòu)剖視圖；[0015] 圖3為圖2的另一實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖視圖。 圖中，l-外筒，2-鎖緊羅盤，3-頂盤，4-下減震器，5-后減震座，6-下減震彈簧，7_下滑桿，S-步進(jìn)電機(jī)，9_上減震器，10-電機(jī)連接盤，11-光纖陀螺，12-陀螺軸承套，13-軸承套鎖緊盤，14-密封圈，15-陀螺下滑桿，16-銷釘，17-上接頭，18-密封圈，19-電機(jī)套，20-密封圈，21-液壓缸，22-密封蓋，23-擋塊，24-上減震彈簧，25-護(hù)筒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，包括設(shè)置在一體化外筒1內(nèi)的探測(cè)組件，所述探測(cè)組件由步進(jìn)電機(jī)8和光纖陀螺11組成，且步進(jìn)電機(jī)8與光纖陀螺11固定連接，步進(jìn)電機(jī)8帶動(dòng)光纖陀螺11轉(zhuǎn)動(dòng)，在外筒1的底端由下往上依次固定連接有鎖緊羅盤2和頂盤3 ;為減小鉆孔時(shí)震動(dòng)對(duì)測(cè)量裝置造成的影響，在外筒1內(nèi)還設(shè)置有減震器，所述減震器與探測(cè)組件固定連接；同時(shí)，為精確控制光纖陀螺的測(cè)量方位并實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，在步進(jìn)電機(jī)8的控制端連接有光電編碼器，所述光電編碼器可精確控制步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。 所述探測(cè)組件的步進(jìn)電機(jī)8和光纖陀螺11均為現(xiàn)有技術(shù)，步進(jìn)電機(jī)8的輸出端通過螺釘與電機(jī)連接盤10固定連接，電機(jī)連接盤10的另一端固定在光纖陀螺11上。在步進(jìn)電機(jī)8和光纖陀螺11的外壁上還分別設(shè)置有起保護(hù)作用 電機(jī)套19和護(hù)筒25。如圖2所示，安裝時(shí)，本實(shí)用新型將步進(jìn)電機(jī)8設(shè)置在光纖陀螺11的下端。 所述減震器包括下減震器4和上減震器9，其中下減震器4與探測(cè)組件的下端連接，上減震器9安裝在探測(cè)組件的頂端。 如圖1所示，所述上減震器9包括陀螺下滑桿15和上減震彈簧24，陀螺下滑桿15通過螺釘固定安裝在光纖陀螺的護(hù)筒25上，軸承套鎖緊盤13與安裝在光纖陀螺11頂部的陀螺軸承套12固定連接，上減震彈簧24套在陀螺下滑桿15上，在外筒1的頂端還連接有上接頭17，在陀螺下滑桿15和上接頭17的外壁上分別設(shè)置有密封圈，陀螺下滑桿15可在上接頭17的空腔內(nèi)滑動(dòng)。 在陀螺軸承套12內(nèi)安裝有深溝球軸承，深溝球軸承與光纖陀螺11的頂端接觸，當(dāng)光纖陀螺11旋轉(zhuǎn)時(shí)，深溝球軸承也發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，減少了由于旋轉(zhuǎn)所造成的摩擦，同時(shí)還能使陀螺軸承套12保持固定。同樣的，當(dāng)上端的沖擊力過大時(shí)，陀螺下滑桿15壓縮上減震彈簧24并伸入上接頭17的內(nèi)腔，此時(shí)上減震器9對(duì)探測(cè)組件起減震保護(hù)作用。[0023] 如圖2所示，所述下減震器4由液壓缸21、下減震彈簧6和下滑桿7構(gòu)成，液壓缸21的底端與頂盤3固定連接，在液壓缸21的開口處連接有密封蓋22，下滑桿7通過螺釘安裝在步進(jìn)電機(jī)8的下端，下減震彈簧6套在下滑桿7上，下滑桿7穿過密封蓋22伸入液壓缸21的內(nèi)腔，在下滑桿7的底端固定連接有擋塊23，下滑桿7帶動(dòng)擋塊23在液壓缸21內(nèi)滑動(dòng)。 當(dāng)探測(cè)組件工作時(shí)，由步進(jìn)電機(jī)8帶動(dòng)光纖陀螺11旋轉(zhuǎn)，在步進(jìn)電機(jī)內(nèi)設(shè)置的光電編碼器將步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)動(dòng)角度固定為四個(gè)象位，即0。 、90° 、180°和270° ，從而能夠使光纖陀螺11連續(xù)測(cè)量方位和軌跡，同時(shí)，光電編碼器將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)輸出并反作用于電機(jī)的控制裝置，使得光纖陀螺能夠連續(xù)準(zhǔn)確測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù)。 本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，如圖3所示，所述下減震器4由后減震座5、下減震彈簧
6和下滑桿7構(gòu)成，后減震座5與頂盤3固定連接，在后減震座5的外壁上還設(shè)置有密封圈
20，下滑桿7通過螺釘安裝在步進(jìn)電機(jī)8的下端，下減震彈簧6套在下滑桿7上，下滑桿7
可在后減震座5的內(nèi)腔滑動(dòng)。測(cè)量裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，下滑桿7與步進(jìn)電機(jī)8同步運(yùn)動(dòng)，當(dāng)受到較
大的沖擊力時(shí)，下滑桿7壓縮下減震彈簧6并伸入后減震座5的內(nèi)腔，此時(shí)，下減震器4對(duì)
探測(cè)組件起減震保護(hù)作用，其工作過程與圖2中所采用的液壓式減震器相同。 本實(shí)用新型所公開的技術(shù)方案不僅僅限于實(shí)施例本身，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員如
果根據(jù)本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案所作出的修改或等同替換，例如將本實(shí)用新型中的減震
器改為其他類型的減震裝置，這都應(yīng)該涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書所保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。
權(quán)利要求三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，包括設(shè)置在一體化外筒(1)內(nèi)的探測(cè)組件，所述探測(cè)組件由步進(jìn)電機(jī)(8)和光纖陀螺(11)組成，步進(jìn)電機(jī)(8)與光纖陀螺(11)連接，步進(jìn)電機(jī)(8)帶動(dòng)光纖陀螺(11)轉(zhuǎn)動(dòng)，在外筒(1)的底端連接有鎖緊羅盤(2)；其特征在于，在外筒(1)內(nèi)還設(shè)置有減震器，所述減震器與探測(cè)組件固定連接；在步進(jìn)電機(jī)(8)的控制端連接有光電編碼器，所述光電編碼器可精確控制步進(jìn)電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述減震器包括下減震器(4)和上減震器(9)，其中下減震器(4)與探測(cè)組件的下端連接，上減震器(9)安裝在探測(cè)組件的頂端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述光電編碼器將步進(jìn)電機(jī)(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度固定為四個(gè)象位，即0° 、90° 、180°和270° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述下減震器(4)由液壓缸(21)、下減震彈簧(6)和下滑桿(7)構(gòu)成，液壓缸(21)的底端安裝在鎖緊羅盤(2) 上，在液壓缸(21)的開口處連接有密封蓋(22)，下滑桿(7)通過螺釘安裝在步進(jìn)電機(jī)(8)的下端，下減震彈簧(6)套在下滑桿(7)上，下滑桿(7)穿過密封蓋(22)伸入液壓缸(21)的內(nèi)腔，在下滑桿(7)的底端固定連接有擋塊(23)，下滑桿(7)帶動(dòng)擋塊(23)在液壓缸(21)內(nèi)滑動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述上減震器(9)包括陀螺下滑桿(15)和上減震彈簧(24)，陀螺下滑桿(15)通過螺釘固定安裝在光纖陀螺的護(hù)筒(25)上，上減震彈簧(24)套在陀螺下滑桿(15)上，在外筒(1)的頂端還連接有上接頭(17)，在陀螺下滑桿(15)和上接頭(17)的外壁上分別設(shè)置有密封圈，陀螺下滑桿(15)可在上接頭(17)的空腔內(nèi)滑動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，其特征在于，所述下減震器(4)由后減震座(5)、下減震彈簧(6)和下滑桿(7)構(gòu)成，后減震座(5)安裝在鎖緊羅盤(2)上，在后減震座(5)的外壁上還設(shè)置有密封圈(20)，下滑桿(7)通過螺釘安裝在步進(jìn)電機(jī)(8)的下端，下減震彈簧(6)套在下滑桿(7)上，下滑桿(7)可在后減震座(5)的內(nèi)腔滑動(dòng)。
專利摘要三軸光纖陀螺連續(xù)測(cè)量裝置，包括設(shè)置在一體化外筒內(nèi)的探測(cè)組件，所述探測(cè)組件由步進(jìn)電機(jī)和光纖陀螺組成，步進(jìn)電機(jī)與光纖陀螺連接，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)光纖陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)，在外筒的底端連接有鎖緊羅盤；在外筒內(nèi)還設(shè)置有減震器，所述減震器與探測(cè)組件固定連接；在步進(jìn)電機(jī)的控制端連接有光電編碼器，所述光電編碼器可精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。通過設(shè)置減震器，能夠較好的保護(hù)裝置內(nèi)部的組件不因強(qiáng)烈的碰撞或震動(dòng)而造成損壞，同時(shí)采用光電編碼器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使得裝置能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)測(cè)量。
文檔編號(hào)G01C19/72GK201463894SQ20092012866
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者趙巧宏 申請(qǐng)人:趙巧宏