CN218347857U - 一种惯导系统减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种惯导系统减震装置，包括底座，在底座上侧面的相对两侧均设有支座，在底座两侧的支座之间设有用于安装惯导系统的支架，在所述支架的相对两侧分别设有减震器，所述减震器一端与支架连接，另一端与支座连接，其中，所述支架的下侧与底座的上侧面之间具有间隙，使所述支架能够在平行和垂直于底座上侧端面的平面内移动。本实用新型通过在底座上安装固定惯导设备的支架，且支架通过若干减震器与底座上的支座连接，从而实现惯导设备在承受较大冲击力时能够在平行和垂直于底座上侧端面的平面内移动，在多个方向上起到较好的抗震和抗冲击作用，能够很好的满足大冲击设备的惯导设备安装要求和抗冲击要求。

Description

一种惯导系统减震装置

技术领域

本实用新型涉及惯性导航系统技术领域，尤其涉及一种惯导系统减震装置。

背景技术

目前，随着科技的发展，在很多会承受冲击荷载的设备（如飞行器、火炮等）上面均安装有惯性导航设备，为设备提供导航或姿态位置，如目前常用的捷联式定位定向惯性导航系统直接安装于火炮身管上，为火炮系统提供姿态位置。而在设备在承受大冲击作用，如撞击、飞行器起飞、着陆或火炮射击时，传递到惯导设备上的冲击力很大，而目前的惯导系统多数是直接安装在设备上，缺乏减震结构，惯导设备内部的精密器件，如陀螺及加速度计在瞬间大冲击下容易造成性能降低，甚至结构损坏，导致惯导设备的导航精度变差。

因此，我国专利CN104948660A提供了一种用于陆用惯导产品安装架的减振结构和CN207297738U提供了一种高性能惯导减振装置，涉及相关的减震结构，其直接在捷联惯导系统与运载体之间加装减振垫(圈)来隔离振源，这种减振方式存在如下缺点：1)安装紧固时，松紧程度不易控制，容易出现不平衡的情况，进而导致产生谐振或降低减振垫(圈)的隔离缓冲作用；2)抗振动能力差，且不能降低横向冲击；当捷联惯导系统的输出精度要求较高，或其抗振、耐冲击性能较差时，目前通过加装减振垫(圈)来减振的方式难以满足使用需求；3）由于捷联惯导系统与运载体之间直接连接，并通过减震垫(圈)来减震，因此在安装和拆卸惯导系统时，减震垫（圈）也会同步被拆下，导致每次安装或维护惯导系统时都需要重新调整各减震垫（圈）的松紧程度，以保证平衡或减震垫（圈）减震性能的一致性，从而导致安装不方便。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种惯导系统减震装置，解决了现有惯导设备减震性能差，安装不方便的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种惯导系统减震装置，包括底座，在底座上侧面的相对两侧均设有支座，在相对的支座之间设有用于安装惯导系统的支架，所述支架的相对两侧分别通过减震器与支座连接，其中，所述支架的下侧与底座的上侧端面之间具有间隙，使所述支架能够在平行和垂直于底座上侧端面的平面内移动。

作为优化，所述支座为四个，并均匀分布在底座上侧端面的相对两侧，其中，所述支座呈L形，其水平段与底座固定连接，其竖直段与减震器固定连接。

作为优化，同一侧的两个所述支座之间具有间距，且所述底座对应于两个支座之间间距的位置设有第一安装孔。

作为优化，所述支架为上侧具有开口的矩形壳体结构，其中相对的两个侧壁与支座连接；所述支架的四个侧壁及底壁上均设有减重孔，且在其底壁的四个角处设有用于固定安装所述惯导系统的安装座。

作为优化，在所述支架的底壁的相对两侧边缘处设有让位孔，在所述底座上设有与该让位孔相对应的第二安装孔，所述让位孔靠近与减震器连接的侧壁。

作为优化，在所述支架底壁靠近侧壁的一侧设有定位凸起。

作为优化，所述减震器为平板式橡胶减震器，其两端各具有一金属基座，两个金属基座之间设有橡胶，其一端的金属基座与支座固定连接，另一端的金属基座与支架固定连接。

作为优化，所述减震器中的橡胶为丁基橡胶材料，其硬度为邵氏硬度45度，阻尼比为0.12-0.15。

本申请与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型通过在底座上安装固定惯导设备的支架，且支架通过若干减震器与底座上的支座连接，从而实现惯导设备在承受较大冲击力时能够在平行和垂直于底座上侧端面的平面内移动，在多个方向上起到较好的抗震和抗冲击作用，能够很好的满足大冲击设备的惯导设备安装要求和抗冲击要求。同时，通过在支架的底壁上设置让位孔，对应的在底座上设有第二安装孔，在安装本减震装置时不用拆除减震器而拆除支架，从而保证了各减震器的性能一致性，便于安装。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的扫频共振频率和放大倍数；

图4为本实用新型的X轴向扫频（向上）变化曲线；

图5为本实用新型的Y轴向扫频（向上）变化曲线；

图6为本实用新型的Z轴向扫频（向上）变化曲线；

图7为本实用新型的冲击试验加速度峰值；

图8为本实用新型的经典冲击变化曲线；

图9为本实用新型的各轴向摆锤冲击加速度峰值；

图10为本实用新型的水平X轴向60°最大位置摆锤冲击基座加速度变化曲线；

图11为本实用新型的水平Y轴向60°最大位置摆锤冲击基座加速度变化曲线；

图12为本实用新型的垂直Z轴向1.5m摆锤冲击基座加速度变化曲线；

图中，1底座，2支座，3支架，4减震器，5第一安装孔，6减重孔，7安装座，8定位凸起，9第二安装孔，10让位孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施时：参见图1-图12，

一种惯导系统减震装置，包括呈矩形板状结构的底座1，在底座1上侧端面的相对两侧均设有支座2，在相对的支座2之间设有用于安装惯导系统的支架3，所述支架3的相对两侧分别通过减震器4与支座2连接，其中，所述支座2为四个，并均匀分布在底座1上侧端面的相对两侧，其中，所述支座2呈L形，其水平段与底座1固定连接，其竖直段与减震器4固定连接。同一侧的两个所述支座2之间具有间距，且所述底座1对应于两个支座2之间间距的位置设有第一安装孔5。所述支架3为上侧开放的矩形壳体结构，其中相对的两个侧壁与支座2连接；所述支架3的四个侧壁及底壁上均设有减重孔6，且在其底壁的四个角处设有用于固定安装所述惯导系统的安装座7。使用时，将惯导设备通过螺栓固定安装在所述安装座7上。在所述支架3的底壁的相对两侧边缘处设有让位孔10，在所述底座1上设有与该让位孔10相对应的第二安装孔9，所述让位孔10靠近与减震器4连接的侧壁，在惯导系统安装在支架的安装座7上时，惯导系统与支架的侧壁之间留有间距，该间距的大小以不遮挡让位孔为准。这样，能够使底座1、支架3、支座2及减震器4始终形成一整体，在安装时只需要将惯导设备安装在支架3的安装座7上即可，然后经过让位孔10通过第二安装孔9将底座1安装在指定设备或运载体上，另外第一安装孔5也用于固定底座1，因此不需要使支架3和底座1分离，从而也不需要拆卸减震器4就可以方便的安装或拆卸整个装置，由于在安装或拆除过程中不需要拆卸减震器4，从而保证多个减震器4在调整好后的使用过程中减震性能的一致性，所述减重孔6能够减轻支架3的重量，使结构更加轻便。另外，本申请中各结构件及减振器之间均施加了一定的预紧力，各部件之间使用螺钉相互固连，防止产品在施加载荷后出现相对滑动或者缝隙，可靠性高。在所述支架3底壁靠近侧壁的一侧设有定位凸起8，用于限定惯导设备的方位，具体的，在本实施例中，所述定位凸起8位于底壁靠近未与减震器4连接的其中一个侧壁的一侧。所述支架3的下侧与底座1的上侧端面之间具有间隙，使所述支架3能够在平行和垂直于底座1上侧端面的平面内移动，具体的，所述减震器4为平板式橡胶减震器4，其两端各具有一金属基座，两个金属基座之间设有橡胶，其一端的金属基座与支座2固定连接，另一端的金属基座与支架3固定连接。平板式橡胶减震器4是橡胶减震器4的一种，系外形为平板状的橡胶金属制品。其结构为内外金属板(环)，中间夹橡胶，以模压法生产。可分为JP-1，JP-2和JP-3型三种型号。主要用于无线电、仪器和仪表设备，其橡胶永希旬减振垫是参照国内外减振垫试制而成的，以剪切受力为主，其固有频率比以受压为主的减振垫低得多，从而扩大应用频率范围。本实施例中，所述减震器4中的橡胶为丁基橡胶材料，其硬度为邵氏硬度45度，阻尼比为0.12-0.15。

具体的，对本实用新型的减震装置进行的测试如下，

本实施例中，分别对减振装置的三个轴向进行扫频试验、经典冲击试验、轻量级冲击机冲击试验，得到减振装置的结构性能。扫频试验按5Hz-1000Hz频率范围、1g加速度幅值的正弦波以1倍频每分钟的速度来回扫频一次的试验条件进行，得到减振装置在三个轴向共振频率和放大倍数，如图3所示。减振装置在X轴向（水平面内对应于减震器的方向）的固有频率为108.2Hz，共振频率处的放大倍数为1.64，在Y轴向（与X轴垂直的方向）的固有频率为70.6Hz，共振频率处的放大倍数为1.64倍，在Z轴向（竖向）的固有频率为69Hz，共振频率处的放大倍数为1.47倍。图4-图6为减振装置的扫频变化曲线，在Y轴向和Z轴向振动频率高于112.5Hz后，减振装置开始处于衰减状态，在X轴向振动频率高于171.6Hz后，减振装置开始处于衰减状态。由于冲击作用时间很短，在1ms以内，则时间周期频率在1000Hz以上，远高于减振装置处于衰减的振动频率。

对减振装置进行后峰锯齿波的冲击试验，冲击幅值为40g，作用时间为11ms，沿三个轴向分别进行连续三次的冲击试验，得到减振装置经过减振后的冲击幅值，如图7所示。图中的冲击峰值包括减振工装经过减振后冲击瞬间的峰值和由减振回弹的加速度幅值，减振回弹的加速度值为负值，表示与冲击的方向相反。

由图7可知，实际冲击试验产生的冲击幅值为42g，经过减振后的冲击幅值不超过40g，经过减振回弹后加速度幅值减小到20g，因此减振装置在小量级的冲击条件下具有一定的减振作用，减振效果为7%。另外通过加速度传感器监测冲击过程中经过减振后的加速度变化曲线，如图8所示，减振装置在受到冲击作用后，在0.02s后减振工装便恢复静止状态，可认为减振装置在冲击后是瞬间恢复初始状态，即减振装置的恢复性很好。

在轻量级冲击机冲击试验过程中，对减振装置进行了水平方向和垂直方向的冲击，在水平X轴向和水平Y轴向进行了30°、40°、50°、60°的摆锤冲击，在垂直Z轴向进行了0.3m、0.9m、1.5m的摆锤冲击。取最大位置状态的冲击进行减振装置的减振效果分析，即取水平方向X轴向和Y轴向在60°的位置以及垂直Z轴向1.5m的位置，通过加速度传感器数据采集，得到摆锤冲击传递到减振装置底座的加速度峰值和经过减振后的加速度峰值，从而得到大冲击试验下减振装置的减振效果，如图9所示。

由图9可知，水平X轴向、水平Y轴向和垂直Z轴向冲击传递到外减振工装基座的冲击加速度分别为708g、736g、885g，经过减振装置减振后的冲击加速度分别为138g、110g、71g，因此减振装置沿X轴向、Y轴向、Z轴向的减振效果为80.5%、85.9%、91.1%。

图10-图12为减振装置基座和经过减振后的各轴向冲击加速度变化曲线，可知摆锤冲击载荷传递到基座冲击加速度的作用时间很短，约1ms，在经过减振装置减振后将冲击作用时间延长到4ms（水平方向X轴向、Y轴向）、8ms（垂直Z轴向），通过延长冲击作用时间，从而达到很好的减振效果。

本实用新型通过在底座上安装固定惯导设备的支架，且支架通过若干减震器与底座上的支座连接，从而实现惯导设备在承受较大冲击力时能够在平行和垂直于底座上侧端面的平面内移动，在多个方向上起到较好的抗震和抗冲击作用，能够很好的满足大冲击设备的惯导设备安装要求和抗冲击要求。同时，通过在支架的底壁上设置让位孔，对应的在底座上设有第二安装孔，在安装本减震装置时不用拆除减震器而拆除支架，从而保证了各减震器的性能一致性，便于安装。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以在不脱离本实用新型的原理和基础的情况下对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附加权利要求及其等同物限定，因此本实用新型的实施例只是针对本实用新型的说明示例，无论从哪一点来看本实用新型的实施例都不构成对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种惯导系统减震装置，其特征在于，包括底座，在底座上侧面的相对两侧分别设有支座，在底座两侧的支座之间设有用于安装惯导系统的支架，在所述支架的相对两侧分别设有减震器，所述减震器一端与支架连接，另一端与支座连接，其中，所述支架的下侧与底座的上侧面之间具有间隙，使所述支架能够在平行和垂直于底座上侧端面的平面内移动。

2.根据权利要求1所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，所述支座为四个，并均匀分布在底座上侧端面的相对两侧，其中，所述支座呈L形，其水平段与底座固定连接，其竖直段与减震器固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，同一侧的两个所述支座之间具有间距，且在两个支座之间的底座上设有第一安装孔。

4.根据权利要求1所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，所述支架为上侧开放的矩形壳体结构，其相对的两个侧壁与支座连接；所述支架的四个侧壁及底板上均设有减重孔，且在其底板的四个角处设有用于固定安装所述惯导系统的安装座。

5.根据权利要求4所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，在所述支架的底壁的相对两侧边缘处设有让位孔，在所述底座上设有与该让位孔相对应的第二安装孔，所述让位孔靠近与减震器连接的侧壁。

6.根据权利要求4所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，在支架与减震器相邻的两侧壁的开孔内分别设有一定位凸起，该定位凸起安装与开孔的下侧孔壁上。

7.根据权利要求1所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，所述减震器为平板式橡胶减震器，其两端各具有一金属基座，两个金属基座之间设有橡胶，其一端的金属基座与支座固定连接，另一端的金属基座与支架固定连接。

8.根据权利要求6所述的一种惯导系统减震装置，其特征在于，所述减震器中的橡胶为丁基橡胶材料，其硬度为邵氏硬度45度，阻尼比为0.12-0.15。

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