一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配结构及方法与流程

本发明属于光纤陀螺，尤其是一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤的装配结构及装配方法。

背景技术：

1、小型多轴光纤陀螺仪，主要是指外形尺寸边长小于50mm的两轴或三轴光纤陀螺仪；例如（30～50）mm×（30～50）mm×30mm的三轴陀螺仪。随着航空领域的快速发展，航空炸弹、无人机、火箭炮等对精度要求逐渐增高，因此开发体积小、重量轻、精度高、抗干扰能力强等优势的小型光纤陀螺仪已然成为该领域的研究方向和热点。

2、干涉型光纤陀螺仪（以下简称为光纤陀螺仪）是以光学萨格纳克效应为基础的能敏感运动载体相对惯性空间角运动的惯性器件，具备测量载体角位移和角速率的能力，可应用于惯性导航、姿态稳定、定位定向等领域。然而，干涉型光纤陀螺仪大多采用数字闭环、混偏光路技术方案，典型的光路由光源、耦合器、y波导、探测器和光纤环组成，限制于当前工业的情况，这些光学器件无法做到更小。而光纤陀螺仪的体积、重量等参数作为航空领域首要考核指标；换言之，干涉型光纤陀螺仪能做多小很大程度取决于光学器件的布局和装配。

3、目前的小型多轴光纤陀螺仪，即使选择当前市场最小的光学器件，几乎都难以再减小光学器件的体积。这是因为光纤陀螺仪中使用的光纤（主要材料为sio2，外径一般为80µm～250µm）自身特点，加上传统光纤的装配结构和方法，极易使尾纤熔点处受更大的应力和扭转力，且整段尾纤受力不均匀，难以在较小的弯曲半径（一般不小于5～10mm）下保持良好的性能；并且，y波导装配时必须留有一定长度的过渡距离，否则耦合点与熔点极易损坏。

4、因此，针对光纤和小型多轴光纤陀螺仪的特点，如何提供一种光学器件尾纤的装配结构和方法，来提高小型多轴光纤陀螺仪的生产性、可靠性和稳定性，解决难以进一步减小光学器件的体积的问题，是本领域技术人员有待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配结构，解决小型多轴光纤陀螺仪难以进一步提升光学器件小型化和装配难的问题。

2、进一步，本发明还提供一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤的装配方法，解决现有技术装配困难，无法确保生产性、可靠性和稳定性的问题。

3、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

4、一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配结构，包括多轴光学器件尾部光纤（以下简称为尾纤）；其特征在于，各轴光学器件尾纤引到相邻轴上装配，以增加器件主体出纤口尾纤的弯曲半径；后续光纤依次采用顺时针与逆时针交替方式盘绕，盘绕方向为从头至尾；同时，光纤熔点位置设于盘纤槽直线距离最大处，即矩形的长边。

5、进一步，所述后续光纤盘纤根据盘纤槽周长确定光路比点（以下简称为比点）。

6、本发明还提供一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配方法，包括如下步骤：

7、1）将光学器件尾纤牵引到相邻的敏感轴上的盘纤位置，如x到y轴、y轴到z轴、z轴到x轴，用紫外固化胶进行固定；

8、2）按盘纤周长进行光路比点，且比点位置避开直角处，并套上软套管作保护套；

9、3）按照比点位置完成光纤熔接，并用胶固定软套管使其对熔点进行保护；

10、4）熔接后按从头至尾的方向，正向一圈、反向一圈交替进行尾纤盘纤；

11、5）盘纤完成后用工具轻轻拨动所盘光纤两周，使该段光纤各层应力释放、受力均匀；

12、6）将所盘光纤刷上紫外胶，经紫外光下照射后完成光纤尾纤的固化。

13、进一步，所述软套管的直径为0.1±0.5mm，长度为10±3mm。

14、进一步，所述紫外光辐照度为1500±200mw/cm2，照射10±2min。

15、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

16、1、本发明创造性地通过尾纤的布局设计和尾纤盘绕，合理布局尾纤盘绕位置，可进一步缩小小型多轴光纤陀螺仪中光学器件的装配体积，满足航空等领域对纤陀螺仪小型化、轻量化的需求；同时降低了光学器件的损伤率，提高了光纤陀螺仪中光路信噪比。

17、2、本发明提供一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配方法，包括小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤的布局设定和盘绕方法，其布局设定为交错布局巧妙地避开器件由于尾纤弯曲半径小而无法完成装配的问题，降低了光学器件尾纤的装配难度，有效解决了光路损耗、光纤受扭转力和应力的问题，有效改善了光学器件尾纤盘绕受力不均匀的现象，提高了光纤熔点的可靠性。

技术特征：

1.一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配结构，包括多轴光学器件尾部光纤；其特征在于，各轴光学器件尾纤引到相邻轴上装配，以增加器件主体出纤口尾纤的弯曲半径；后续光纤依次采用顺时针与逆时针交替方式盘绕，盘绕方向为从头至尾；同时，光纤熔点位置设于盘纤槽直线距离最大处，即矩形的长边。

2.根据权利要求1所述小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配结构，其特征在于，所述后续光纤盘纤根据盘纤槽周长确定光路比点。

3.一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配方法，其特征在于，所述软套管的直径为0.1±0.5mm，长度为10±3mm。

5.根据权利要求3所述小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配方法，其特征在于，所述紫外光辐照度为1500±200mw/cm2，照射10±2min。

技术总结
本发明公开一种小型多轴光纤陀螺仪中光学器件尾纤装配结构和装配方法，所述装配结构的各轴光学器件尾纤引到相邻轴上装配，以增加器件主体出纤口尾纤的弯曲半径；后续光纤依次采用顺时针与逆时针交替方式盘绕，盘绕方向为从头至尾；光纤熔点位置设于盘纤槽直线距离最大处，即矩形的长边。本发明通过尾纤的布局设计和尾纤盘绕，合理布局尾纤盘绕位置，缩小小型多轴光纤陀螺仪中光学器件的装配体积，满足航空等领域对光纤陀螺仪小型化、轻量化的需求；同时降低了光学器件的损伤率，提高了光纤陀螺仪中光路信噪比。该装配方法通过尾纤的布局设定和盘绕方法，巧妙地避开器件由于尾纤弯曲半径小而无法完成装配的问题，降低了光学器件尾纤的装配难度。

技术研发人员：冉桂苍,陈来柱,莫明委,田凤,巫山松
受保护的技术使用者：重庆华渝电气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1