本發(fā)明涉及激光陀螺，具體是指基于陀螺儀溫度波動(dòng)誤差抑制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、激光陀螺，是指利用激光光束的光程差測(cè)量物體角位移的裝置。它的精度大大高于機(jī)械式陀螺，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，易于維護(hù)，可靠性高，壽命長(zhǎng)，從而取代機(jī)械式陀螺。在現(xiàn)代高精度導(dǎo)航和定位系統(tǒng)中，陀螺儀作為核心傳感器，其性能直接影響系統(tǒng)準(zhǔn)確性。然而，現(xiàn)有技術(shù)的陀螺儀在溫度穩(wěn)定性方面存在顯著缺陷。溫度波動(dòng)會(huì)引起陀螺儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)的熱膨脹或熱應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)量誤差，特別是在極端溫度環(huán)境下，這種誤差可能會(huì)被放大，嚴(yán)重影響導(dǎo)航精度和可靠性。因此為了抑制陀螺儀溫度波動(dòng)誤差，往往會(huì)采用抑制手段以對(duì)陀螺儀的溫度波動(dòng)進(jìn)行抑制。

2、但在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)激光陀螺儀的溫度波動(dòng)抑制手段往往存在一定的局限性，也即是其溫度調(diào)控抑制手段往往是孤立單一的，缺乏綜合考慮陀螺儀所有部件的調(diào)控策略，僅僅集中在針對(duì)陀螺儀內(nèi)部諧振子這一核心結(jié)構(gòu)上，沒(méi)有充分考慮到激光陀螺儀內(nèi)部各個(gè)部件的溫度差異和熱傳導(dǎo)特性，忽視了陀螺儀外殼體及其他部件的溫度波動(dòng)對(duì)陀螺儀整體性能造成的負(fù)面影響，從而導(dǎo)致陀螺儀工作性能受到極大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供基于陀螺儀溫度波動(dòng)誤差抑制系統(tǒng)，用于解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題之一。

2、具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、基于陀螺儀溫度波動(dòng)誤差抑制系統(tǒng)，包括陀螺本體，所述陀螺本體包括相互配合并形成腔體的底座和外殼體，在底座的上部、且位于外殼體內(nèi)設(shè)有帶諧振子的基座，還包括位于陀螺本體上的抑制組件，所述抑制組件包括溫度糾正機(jī)構(gòu)；

4、所述溫度糾正機(jī)構(gòu)包括第一溫度調(diào)控模組和第二溫度調(diào)控模組，所述第一溫度調(diào)控模組用于對(duì)外殼體的溫度進(jìn)行調(diào)控，所述第二溫度調(diào)控模組用于對(duì)諧振子的溫度進(jìn)行調(diào)控；

5、所述第一溫度調(diào)控模組包括相互連通的儲(chǔ)存筒、換熱件和毛細(xì)管，所述儲(chǔ)存筒內(nèi)存儲(chǔ)有冷媒介質(zhì)，并與換熱件相連通，在儲(chǔ)存筒的內(nèi)部還設(shè)有循環(huán)泵，所述換熱件安裝在外殼體與底座形成的空腔內(nèi)、并呈環(huán)形陣列分布在諧振子的四周，所述毛細(xì)管開(kāi)設(shè)在外殼體的內(nèi)部，通過(guò)所述循環(huán)泵用于將冷媒介質(zhì)泵送至換熱件內(nèi)，以對(duì)外殼體與底座形成的空腔內(nèi)的熱量進(jìn)行熱交換，并且隨著冷媒介質(zhì)在外殼體內(nèi)的毛細(xì)管內(nèi)流通，將熱量均勻分散在外殼體上。

6、在一些優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述換熱件的內(nèi)部設(shè)有換熱腔，所述換熱腔的內(nèi)部設(shè)有呈螺旋狀的換熱管，所述換熱管具有進(jìn)氣端和出氣端，且其進(jìn)氣端位于換熱腔的上部、并貫穿換熱腔后延伸至外殼體與底座形成的腔體內(nèi)，在進(jìn)氣端的端口位置處還安裝有微引風(fēng)機(jī)，所述換熱管的出氣端位于進(jìn)氣端的下部，且其同樣貫穿換熱腔并延伸至外殼體與底座形成的腔體內(nèi)，在所述出氣端的端口位置處設(shè)有微排風(fēng)機(jī)。

7、所述外殼體的頂部中間還設(shè)有散熱箔片，所述散熱箔片貼設(shè)在外殼體的頂部中間，并與外殼體的弧度相適配，在所述散熱箔片的頂部設(shè)有翅片。

8、所述毛細(xì)管設(shè)有多組，且多組毛細(xì)管均布在外殼體內(nèi)，任一組所述毛細(xì)管的一端與換熱腔相連通，且另一端沿外殼體的徑向方向向上延伸、并在穿過(guò)所述散熱箔片后進(jìn)行彎折，再次沿外殼體的徑向方向向下延伸并與儲(chǔ)存筒相連通。

9、所述毛細(xì)管的管身在穿過(guò)所述散熱箔片的部位形成呈s型的散熱管，所述外殼體的內(nèi)表面涂抹有一層導(dǎo)熱膜。

10、所述底座的底部中間開(kāi)設(shè)有空腔，所述儲(chǔ)存筒位于空腔內(nèi)，且其外部周向設(shè)有散熱鰭片，在空腔的兩端均設(shè)有與底座外部相連通的通風(fēng)道，其中一個(gè)所述通風(fēng)道內(nèi)安裝有軸流風(fēng)機(jī)。

11、所述第二溫度調(diào)控模組包括內(nèi)部填充有相變吸熱材料的受熱體，所述受熱體位于開(kāi)設(shè)在基座底部的凹型槽內(nèi)，在所述基座的頂部與諧振子接觸位置處布設(shè)有導(dǎo)熱片，在導(dǎo)熱片的底部與受熱體之間通過(guò)多個(gè)插設(shè)在基座內(nèi)的導(dǎo)熱柱相連接，所述導(dǎo)熱柱的上端與導(dǎo)熱片相接觸處為受熱端，其底端延伸受熱體內(nèi)為散熱端，在所述受熱體的內(nèi)部還設(shè)有多個(gè)熱發(fā)散組件，所述熱發(fā)散組件包括存液管、熱發(fā)散管和循環(huán)管道，所述存液管由鋁箔制成，且其橫向設(shè)于受熱體的內(nèi)部上方，在存液管的內(nèi)部蓄有導(dǎo)熱介質(zhì)，所述熱發(fā)散管橫向設(shè)于空腔內(nèi)，且所述熱發(fā)散管與存液管之間通過(guò)循環(huán)管道相連通。

12、所述熱發(fā)散管的管徑大于循環(huán)管道的管徑，且在熱發(fā)散管的外部沿繞其一周設(shè)有多個(gè)散熱齒，且任兩個(gè)相鄰的散熱齒之間形成呈正弦函數(shù)曲線形的流道。

13、進(jìn)一步地，在存液管的外部包裹設(shè)有彈性氣囊，所述彈性氣囊的內(nèi)部填充有熱膨脹氣體，在所述彈性氣囊的外部還粘接有多個(gè)柔性金屬薄片，所述柔性金屬薄片的表面設(shè)有錐形刺片，初始時(shí)，彈性氣囊處于收縮狀態(tài)。

14、基于陀螺儀溫度波動(dòng)誤差抑制方法，根據(jù)一種基于陀螺儀溫度波動(dòng)誤差抑制系統(tǒng)，該方法包括如下步驟：

15、s1、當(dāng)陀螺本體在工作過(guò)程中產(chǎn)生熱量并引起溫度波動(dòng)時(shí)，第一溫度調(diào)控模組中的儲(chǔ)存筒內(nèi)的循環(huán)泵啟動(dòng)，推動(dòng)冷媒介質(zhì)在儲(chǔ)存筒、換熱件和毛細(xì)管之間循環(huán)流動(dòng)，冷媒介質(zhì)進(jìn)入換熱件的換熱腔中，微引風(fēng)機(jī)和微排風(fēng)機(jī)同步工作，將熱空氣引入換熱管中，并與冷媒介質(zhì)進(jìn)行熱交換，熱交換后的空氣通過(guò)換熱管的出氣端排出至腔體中，實(shí)現(xiàn)與外殼體和底座形成的腔體內(nèi)的空氣進(jìn)行熱交換；

16、s2、通過(guò)冷媒介質(zhì)持續(xù)在毛細(xì)管內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，將熱量均勻分散至外殼體表面，并通過(guò)散熱箔片和s型的散熱管提高冷媒介質(zhì)的散熱效率，以優(yōu)化熱流，保證外殼體溫度均勻；

17、s3、第二溫度調(diào)控模組的導(dǎo)熱片和導(dǎo)熱柱將熱量從諧振子傳導(dǎo)至受熱體中，受熱體內(nèi)的相變材料吸收熱量后，通過(guò)相變對(duì)熱量進(jìn)行蓄存，在受熱體蓄熱時(shí)，其多余的熱量通過(guò)受熱體內(nèi)的熱發(fā)散組件發(fā)散至空腔中，同時(shí)其中一個(gè)通風(fēng)道內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)工作，并吹動(dòng)氣流促進(jìn)底座空腔中的空氣流動(dòng)，以促進(jìn)回流至儲(chǔ)存筒內(nèi)的冷媒介質(zhì)和熱發(fā)散管內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)攜帶的熱量進(jìn)行冷卻，利于其循環(huán)流動(dòng)后繼續(xù)對(duì)熱量進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)散，以維持陀螺儀的溫度穩(wěn)定。

18、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

19、1、本發(fā)明中通過(guò)設(shè)置第一溫度調(diào)控模組，使其通過(guò)儲(chǔ)存筒、換熱件和毛細(xì)管的組合，使冷媒介質(zhì)在外殼體內(nèi)循環(huán)并均勻散熱，確保外殼體溫度的穩(wěn)定性，也即是當(dāng)陀螺本體工作時(shí)，外殼體與底座之間形成的腔體內(nèi)，由于諧振子工作時(shí)產(chǎn)生的熱輻射，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱氣，而熱氣可通過(guò)換熱件與其內(nèi)的冷媒介質(zhì)進(jìn)行熱交換，使熱量被迅速傳導(dǎo)至冷媒介質(zhì)中，從而降低氣體溫度，與此同時(shí)，熱交換后的冷媒介質(zhì)持續(xù)在毛細(xì)管中繼續(xù)循環(huán)流動(dòng)，將吸收的熱量均勻分散在外殼體的四周，進(jìn)而確保外殼體溫度分布的均勻性，避免外殼體出現(xiàn)局部熱點(diǎn)現(xiàn)象，同時(shí)通過(guò)冷卻后的氣體和冷媒介質(zhì)共同作用，使其相互循環(huán)形成熱屏障，并使外殼體與腔體內(nèi)的溫度保持一致并處于恒定范圍內(nèi)，以使腔體內(nèi)部形成一個(gè)穩(wěn)定的熱環(huán)境，有效隔離外界環(huán)境溫度的波動(dòng)，減少其對(duì)內(nèi)部溫度的影響，進(jìn)而提高陀螺儀的穩(wěn)定性和精度，降低其溫度波動(dòng)誤差；

20、2、本發(fā)明中進(jìn)一步通過(guò)設(shè)置散熱箔片和散熱管，可以有效地將堆積在頂部的熱量散發(fā)出去，防止熱量在頂部過(guò)度積聚，確保腔體內(nèi)部的溫度保持相對(duì)均勻，并且利用毛細(xì)管內(nèi)的冷媒介質(zhì)在穿過(guò)散熱箔片時(shí)散發(fā)一部分熱量，可以防止其頂部出現(xiàn)局部過(guò)熱，從而更好的調(diào)節(jié)外殼體的溫度，使其一致均勻；

21、3、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置第二溫度調(diào)控模組，實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧振子的精密熱管理，通過(guò)多層次的熱傳導(dǎo)和散熱機(jī)制，有效控制諧振子的溫度波動(dòng)，具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)導(dǎo)熱片與諧振子直接接觸，利于其將諧振子的熱量通過(guò)導(dǎo)熱柱直接傳導(dǎo)至受熱體內(nèi)的相變吸熱材料中，以期通過(guò)相變吸熱材料的相變過(guò)程中對(duì)其傳導(dǎo)而來(lái)的熱量進(jìn)行充分吸收，同時(shí)在其吸熱后，同樣位于受熱體內(nèi)的熱發(fā)散組件可將其吸收的熱量通過(guò)存液管、熱發(fā)散管以及循環(huán)管道形成的循環(huán)體系迅速散發(fā)到空腔中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)諧振子的持續(xù)吸熱冷卻，避免其在工作時(shí)產(chǎn)生熱量集聚而導(dǎo)致其溫度劇烈上升，打破腔體內(nèi)的溫度平衡，而致使陀螺本體出現(xiàn)溫度波動(dòng)，從而改善陀螺整體性能和可靠性；

22、4、本發(fā)明進(jìn)一步通過(guò)在熱發(fā)散?管的外部設(shè)置多個(gè)散熱齒，并使任兩個(gè)相鄰的散熱齒之間形成呈正弦函數(shù)曲線形的流道，可以有效地?cái)_動(dòng)流體，增強(qiáng)傳熱效率，以使空氣流動(dòng)路徑復(fù)雜化，增強(qiáng)了對(duì)流散熱效果，而通過(guò)在存液管的外部巧妙設(shè)置彈性氣囊，并在其內(nèi)部填充有熱膨脹氣體，可以利用氣體的熱膨脹特性在溫度升高時(shí)自動(dòng)膨脹，使彈性氣囊外部的柔性金屬薄片和錐形刺片刺入至相變吸熱材料中，以增加受熱面積，利于將熱量快速傳導(dǎo)至存液管上，提升散熱效率，同時(shí)通過(guò)彈性氣囊隨著溫度升高發(fā)生膨脹的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制，使得系統(tǒng)能夠高效地處理和散發(fā)熱量，避免溫度積聚和過(guò)熱現(xiàn)象，并且隨著彈性氣囊的膨脹使其帶動(dòng)柔性金屬薄片和錐形刺片可對(duì)受熱體內(nèi)的相變吸熱材料進(jìn)行一定擠壓，促使其在相變時(shí)產(chǎn)生物理擾動(dòng)，加速相變吸熱材料的相變過(guò)程，以助于相變吸熱材料內(nèi)部的熱傳遞；

23、5、本發(fā)明巧妙地通過(guò)連接箔片將多個(gè)空心管連接在一起，形成一個(gè)整體的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，使熱量在整個(gè)結(jié)構(gòu)中均勻傳導(dǎo)，同時(shí)空心管通過(guò)其內(nèi)的微毛細(xì)管道，基于毛細(xì)作用使熱傳導(dǎo)介質(zhì)在其內(nèi)進(jìn)行快速流動(dòng)，可將受熱端的熱量能夠迅速被傳導(dǎo)至散熱端，以大大提升熱傳導(dǎo)速度和熱傳導(dǎo)效率，并保證熱量傳導(dǎo)的穩(wěn)定性和均勻性；

24、綜上所述，本發(fā)明通過(guò)抑制組件相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)外殼體和諧振子溫度的聯(lián)合精確調(diào)控，有效降低了溫度波動(dòng)對(duì)陀螺儀精度的影響，并為陀螺本體提供了雙重溫控機(jī)制，確保了陀螺儀在不同工作環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。