专利名称：一种用于光纤陀螺的复合壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于光纤陀螺的复合壳体，它是一种用于光纤陀螺敏感环封装和保护的复合壳体。属于惯性导航技术领域。
背景技术：
光纤陀螺是一种基于萨格奈克效应、用于检测角位移和角速度信号的敏感元件，具有体积小、重量轻、精度范围广、全固态等特点，是惯性测量和制导领域的主流仪器。在高精度光纤陀螺的工程化过程中，敏感环对温度、电磁环境的要求随着精度指标的提高而越发苛刻，因而光纤陀螺的封装和防护设计必须满足更高的标准。
另一方面，光纤陀螺的结构和封装设计仍受到重量、尺寸的约束。在这种情况下，采用复合壳结构是同时实现电/磁/热屏蔽或防护的有效途径之一。
发明内容
I、目的本发明的目的是提供一种用于光纤陀螺的复合壳体。它克服了现有技术的不足，是一种占用空间少、厚度和重量小的复合壳体结构。2、技术方案本发明一种用于光纤陀螺的复合壳体，它是一个圆盒形结构，包括了可拆分对扣的上壳体和下壳体两部分，并且上壳体和下壳体都具有相同的三层复合结构，即外侧的磁屏蔽壳、中间的支撑壳和内侧的隔热层。上壳体和下壳体之间采用双层舌槽接合面结构，既可保证复合壳体的电/磁/热屏蔽连续性，又增强了上壳体和下壳体的接合密封性、提高了复合壳体组装后的整体刚度。其中，该上壳体和下壳体为圆形的盆状件，该外侧的磁屏蔽壳，用于屏蔽地磁场对敏感环线圈的影响；该中间的支撑壳，用于支撑外侧的磁屏蔽壳和内侧的隔热层，同时实现与环骨架的连接；该内侧的隔热层，用于减缓环境温度变化时陀螺内部的温度梯度变化。在本发明复合壳体上加工有用于和敏感环骨架固定连接的螺钉安装孔，其中上壳体的固定螺钉安装孔位于圆心处，下壳体的固定螺钉孔位于二分之一壳体半径的圆周上。将本发明复合壳体用于光纤陀螺的装配时，敏感环线圈骨架通过所述上壳体圆心处的螺钉安装孔和下壳体圆周上的螺钉安装孔进行固定，可以有效提高整体装配后的刚度，在振动条件下具有更高的模态响应值。其中，所述的内侧的隔热层、外侧的磁屏蔽壳与中间支撑壳之间可选用粘接或者喷涂工艺固定成型。3、优点及功效应用本发明所述的复合壳体，可以同时实现对光纤陀螺敏感环线圈的电/磁/热屏蔽或防护，并且具有占用空间少、厚度和重量小的优势。
图I是本发明的复合壳体的结构图。图2是本发明的复合壳体的立体图。图中符号说明如下
I.上壳体11.上磁屏蔽壳111.上磁屏蔽壳舌槽112.上磁屏蔽壳圆心孔12.上支撑壳121.上支撑壳舌槽122.上支撑壳圆心孔13.上隔热2.下壳体21.下磁屏蔽壳211.下磁屏蔽壳舌槽212.下磁屏蔽壳圆周孔I213.下磁屏蔽壳圆周孔222.下支撑壳221.下支撑壳舌槽222.下支撑壳圆周孔I223.下支撑壳圆周孔223.下隔热层
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。见图I、图2，本发明一种用于光纤陀螺的复合壳体，它是一种用于光纤陀螺敏感环线圈封装和保护的复合壳体。它是一个圆盒形结构，该复合壳体包括了可拆分的上壳体I和下壳体2两部分,并且上壳体I和下壳体2都具有相同的三层复合结构,包括外侧的磁屏蔽壳、中间的支撑壳和内侧的隔热层。上壳体I和下壳体2之间采用双层舌槽接合面结构，既可保证复合壳体的电/磁/热屏蔽连续性，又增强了上壳体I和下壳体2的接合密封性、提高了复合壳体组装后的整体刚度。所述复合壳体的上壳体I为圆形的盆状件，包括了外侧的上磁屏蔽壳11、中间的上支撑壳12和内侧的上隔热层13。外侧的上磁屏蔽壳11采用铁镍合金材料加工，用于屏蔽地磁场对光纤陀螺敏感环线圈的影响；内侧的上隔热层13用于减缓外界环境温度变化时陀螺内部的温度梯度变化，可选用低导热系数材料如聚四氟乙烯或热障涂层材料等制作、以切削加工或喷涂的方式成型；中间的上支撑壳12采用铝合金材料加工，用于屏蔽外部电场对光纤陀螺敏感环线圈的影响，同时又支撑外侧的上磁屏蔽壳11和内侧的上隔热层13，构成了所述上壳体I的复合结构基底。本发明所述上磁屏蔽壳11的内圆周面直径和上支撑壳12的外圆周面直径具有相同的基本尺寸，并具有能形成间隙配合的尺寸公差；同理，上支撑壳12的内圆周面直径和上隔热层13的外圆周面直径具有相同的基本尺寸。构造上壳体I时，将上磁屏蔽壳11套在上支撑壳12外部，两者的接合面之间涂以环氧树脂等粘接剂；上隔热层13可直接在上支撑壳12的内圆周面以喷涂方式成型，或者按照基本尺寸切削成型后、将其套入上支撑壳12内部，两者的接合面通过粘接剂粘接成型。所述复合壳体的下壳体2同样是圆形的盆状件，包括了外侧的下磁屏蔽壳21、中间的下支撑壳22和内侧的下隔热层23，其材质、功用、以及相互之间的装配关系都和上壳体I中的对应部件11、12、13相同。其中，在上磁屏蔽壳11端部加工有上磁屏蔽壳舌槽111、在上支撑壳12端部加工有上支撑壳舌槽121 ;在下磁屏蔽壳21的端部加工有下磁屏蔽舌槽211，在下支撑壳22端部加工有下支撑壳舌槽221。上磁屏蔽壳舌槽111的内圆周面直径和下磁屏蔽壳舌槽211的外圆周面直径具有相同的基本尺寸，上支撑壳舌槽121的内圆周面直径和下支撑壳舌槽221的外圆周面直径具有相等的基本尺寸。在进行复合壳体装配时，这种尺寸关系既有利于在舌槽接合面之间形成小间隙配合，又避免了内外层舌槽结构之间发生干涉、影响装配的 可能。将所述复合壳体用于光纤陀螺的装配时，使上下壳体12对扣、从而下磁屏蔽壳舌槽211插入上磁屏蔽壳舌槽111内圆周面和上支撑壳舌槽121外圆周面之间的空腔内，同时上支撑壳舌槽121插入下磁屏蔽舌槽211内圆周面和下支撑壳舌槽221外圆周面之间的空腔内。采用这种双层舌槽结构，一方面实现了外部磁屏蔽层、中间电屏蔽层和内部热屏蔽层的物理连接，保证了复合壳体的电/磁/热屏蔽效果连续性；另一方面也增加了接合面的层数，提高了接合密封性和复合壳体组装后的整体刚度。在上磁屏蔽壳11和上支撑壳12的圆心位置分别加工有上磁屏蔽壳圆心孔112和上支撑壳圆心孔122，用于将本发明复合壳体的上壳体I和光纤陀螺敏感环骨架之间通过螺钉固定连接，并且上磁屏蔽壳圆周孔112的直径应大于连接螺钉的头部尺寸，这样可以保证螺钉的紧定力只作用在支撑壳12上，避免了上磁屏蔽壳11在装配力作用下可能导致磁屏蔽效能降低的问题。同样,在下磁屏蔽壳21的圆周上加工有下磁屏蔽壳圆周孔1212和下磁屏蔽壳圆周孔2213，在下支撑壳22的圆周上加工有下支撑壳圆周孔1222和下支撑壳圆周孔2223。所述的下磁屏蔽壳圆周孔1212和下支撑壳圆周孔1222同心且直径相等，其圆周位置由光纤陀螺敏感环骨架的安装基准凸台确定；所述的下磁屏蔽壳圆周孔2213和下支撑壳圆周 孔2223同心、位于二分之一壳体半径的圆周上,用于将本发明复合壳体的下壳体2和光纤陀螺敏感环骨架中间通过螺钉连接固定，并且下磁屏蔽壳圆周孔2213的直径应大于连接螺钉的头部尺寸，这样可以避免下屏蔽壳21因受螺钉的紧定力作用而导致磁屏蔽效果下降的问题。本发明复合壳体具有如下结构特点(I)所述的复合壳体包括了可对扣的上壳体I和下壳体2两部分，应用于光纤陀螺装配时具有一定的灵活性；(2)所述的复合壳体最外层是磁屏蔽层、最内层是隔热层，中间的支承层构成了整个复合壳体的基底；(3)所述的复合壳体具有双层舌槽结构；(4)在所述上壳体的圆心处和下壳体二分之一半径的圆周上加工了用于将复合壳体和光纤陀螺敏感环骨架固定连接的螺钉安装孔，所述孔的结构能避免装配过程中外部磁屏蔽层的屏蔽效能降低，所述孔的布局有利于提高光纤陀螺整体装配后的结构刚度。将本发明所述的复合壳体应用于光纤陀螺敏感环线圈的封装和保护时具有如下优势(I)复合壳体的结构设计可同时实现对光纤陀螺敏感环线圈的电/磁/热屏蔽和防护，具有占用空间少、重量和厚度小的优点；(2)双层舌槽接合面的结构设计保证了复合壳体电/磁/热屏蔽的连续性，又提高了装配后的密封性和整体刚度；(3)上下壳体的螺钉安装孔设计既避免了装配应力对外侧磁屏蔽层的屏蔽效能的影响，又提高了光纤陀螺敏感环整体装配后的刚度，在振动条件下具有更高的模态响应值。
权利要求
1.一种用于光纤陀螺的复合壳体，其特征在于它是ー个圆盒形结构，包括了可拆分、对扣的上壳体和下壳体两部分，并且上壳体和下壳体都具有相同的三层复合结构，即外侧的磁屏蔽壳、中间的支撑壳和内侧的隔热层；上壳体和下壳体之间采用双层舌槽接合面结构，既保证复合壳体的电/磁/热屏蔽连续性，又增强了上壳体和下壳体的接合密封性、提高了复合壳体组装后的整体刚度；其中，该上壳体和下壳体为圆形的盆状件，该外侧的磁屏蔽壳，用于屏蔽地磁场对敏感环线圈的影响；该中间的支撑壳，用于支撑外侧的磁屏蔽壳和内侧的隔热层，同时实现与环骨架的连接；该内侧的隔热层，用于减缓环境温度变化时陀螺内部的温度梯度变化；在该复合壳体上加工有用于和敏感环骨架固定连接的螺钉安装孔，其中上壳体的固定螺钉安装孔位于圆心处，下壳体的固定螺钉孔位于二分之ー壳体半径的圆周上；将该复合壳体用于光纤陀螺的装配时，敏感环线圈骨架通过上壳体圆心处的螺钉安装孔和下壳体圆周上的螺钉安装孔进行固定，有效提高整体装配后的刚度，在振动条件下具有更高的模态响应值。
2.根据权利要求所述的ー种用于光纤陀螺的复合壳体，其特征在于所述的内侧的隔热层、外侧的磁屏蔽壳与中间支撑壳之间，选用粘接或者喷涂エ艺固定成型。
全文摘要
一种用于光纤陀螺的复合壳体，它是一个圆盒形结构，含可拆分对扣的上壳体和下壳体两部分，上壳体和下壳体都具有相同的三层复合结构，即外侧的磁屏蔽壳、中间的支撑壳和内侧的隔热层；上壳体和下壳体之间采用双层舌槽接合面结构，既保证复合壳体的电/磁/热屏蔽连续性，又增强了上壳体和下壳体的接合密封性；该上壳体和下壳体为圆形的盆状件，该外侧的磁屏蔽壳，用于屏蔽地磁场对敏感环线圈的影响；该中间的支撑壳，用于支撑外侧的磁屏蔽壳和内侧的隔热层，同时实现与环骨架的连接；该内侧的隔热层，用于减缓环境温度变化时陀螺内部的温度梯度变化；本发明用于光纤陀螺敏感线圈的防护，具有占用空间少、重量小并同时实现电/磁/热屏蔽的效果。
文档编号G01C19/72GK102679972SQ20121018008
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者宋凝芳, 张小跃, 张春熹, 晁代宏, 潘建业, 章博 申请人:北京航空航天大学
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