[其他]支撐環形激光角速度傳感器的高頻振動機構

無效

• 申請號: 86103129
• 申請日: 1986-05-05
• 公開（公告）號: CN86103129A
• 公開（公告）日: 1986-11-26
• 發明（設計）人: 約爾·G·翰斯;約瑟夫·E·基爾帕特里克
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾公司
• 主分類號: G01C19/64
• 分類號: G01C19/64;H01S3/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉建國

本發明涉及環形激光角速度傳感器，更確切地說，涉及支撐環形激光角速度傳感器的高頻振動機構。

環形激光角速度傳感器是人們熟知的，這在基爾帕特里克（Killpatrick）的美國專利3，323，411和3，373，650中有示范說明，在此作為參考。現時的環形激光角速度傳感器一般包括一個熱穩定的和機械穩定的激光臺座，此臺座具有許多用于封閉氣體的成形腔。反射鏡位于腔的端部，用于反射激光束和提供閉環光路。

與這種傳感器相關的是一種稱為鎖定的現象，在現有技術中有時已經認識到這種現象，并且已經用轉動振動（高頻振動）傳感器加以解決。完成高頻振動的裝置通常包括一個與支撐系統相連的壓電激勵裝置，使傳感器的臺座以支撐系統的自然機械共振頻率進行角振動。高頻振動疊加到傳感器在慣性空間的實際轉動上，現有技術包括找出與高頻振動無關的慣性轉動數據的種種途徑，而這不構成本發明的一部分。

現有技術中的高頻振動的支撐機構包括在麥克奈爾（McNair）的美國專利4，321，557、蓋默茨費爾德（Gamertsfelder）等人的美國專利4，411，527和庫瑪（Kumar）等人的美國專利4，436，423中舉例說明的那些。

現在，在環形激光角速度傳感器技術領域中的發展，已經可以提供具有1平方英寸量級的激光臺座的激光傳感器。減小傳感器的尺寸有很多優點，包括成本低和重量輕。現有技術的高頻振動的支撐系統沒有致力于很好地研究小型傳感器臺座，之所以如此，是因為必須減小高頻振動機構的尺寸這件事，通常使高頻振動機構的成本增加。更何況很多高頻振動機構需要在激光臺座中有一個大的開孔，來安放高頻振動機構，并且把該機構固定在臺座開孔的內壁上。

本發明的目的是提供一個由于易于制造而成本低的支撐環形激光角速度傳感器的高頻振動機構。

本發明的高頻振動機構使用一對撓性板，該板包括由起彈簧作用的輪輻連接在一起的一個環形外輪箍和一個內輪轂。一個框架作為一個部分形成高頻振動的支撐機構。該框架具有一個尺寸足夠大的環狀開孔，用于安放固定在兩塊撓性板的內輪轂之間的激光臺座。兩塊撓性板和夾在其間的激光臺座放入框架開孔中。撓性板的環形外輪箍牢牢固定在框架開孔的環形內壁上。

圖1是說明環形激光角速度傳感器和高頻振動的支撐機構的部件分解圖。

圖2是撓性板的橫截面圖。

圖3是高頻振動的支撐機構和激光傳感器組件的橫截面圖。

圖4是另一個高頻振動的支撐機構和激光臺座組件的橫截面圖。

圖5是另一個撓性板結構。

現在參照附圖，圖1表示一個帶有激光臺座12的環形激光角速度傳感器10。在波德戈爾斯基（Podgorski）的美國專利3，390，606和基爾帕特里克（Killpatrick）的美國專利3，467，427中給出了激光傳感器和激光臺座的例子，在此以這兩個專利作為參考。激光臺座12具有包括反射鏡13、14、15和電極16、17、18在內的三角形閉環光路。圖1還表示出撓性板20和30、框架40、蓋片50、端板60、柱螺栓65和六角螺母66。

撓性板20和30都包括一個環形輪箍22、一個中心部件24和3個彈簧26。彈簧26如圖所示作為輪輻。中心部件輪轂作用。如圖2所示，輪輻比輪箍22、中心部件24的外表面27、28稍稍凹一些。圖1和圖2表示有相同厚度的中心部件和輪箍，但是也可以按其它方式加工，以減少成本和重量，而這或許會減小系統的彈性常數（即系統的共振頻率）。撓性板最好使用一種適當材料（例如金屬），具有整體結構。

激光臺座12包括一個與傳感器軸平行的，貫穿臺座的開孔。而且，每個撓性板都包括一個與其中心軸同軸的開孔。撓性板20、30和激光臺座12的開孔允許一根柱螺栓65穿過。

框架40最好由一種適宜與撓性板20和30焊接的材料構成。框架40包括一個具有內壁43的環形開孔42，其內壁的曲率半徑稍稍大于撓性板20和30的環形輪箍的外曲率半徑。在本發明的較佳實施例中，框架的高度基本上等于撓性板20和30的兩個環形輪箍的厚度和臺座12的厚度之和，這正如圖3的簡化橫截面圖所示。框架40還包括一個環狀凸緣41，用于安裝在慣性傳感器單元中。