基于MEMS惯性器件的导航控制系统技术方案

本发明专利技术属于导航控制技术领域，具体公开了一种基于MEMS惯性器件的导航控制系统。该基于MEMS惯性器件的导航控制系统包括导航计算机模块以及惯性测量模块。所述导航计算机模块包括电路板和导航计算芯片组，所述导航计算芯片组设置于所述电路板；所述惯性测量模块包括安装支架、X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪以及三轴加速度计，所述X轴陀螺仪、所述Y轴陀螺仪、所述Z轴陀螺仪以及所述三轴加速度计均设置于所述安装支架上并通过柔性电路板与所述导航计算机模块电连接。本发明专利技术可以解决现有技术中基于MEMS惯性器件的导航控制系统的重量大、体积大、环境适应性差的难题。环境适应性差的难题。环境适应性差的难题。

【技术实现步骤摘要】
基于MEMS惯性器件的导航控制系统


[0001]本专利技术属于导航控制
，具体涉及一种基于MEMS惯性器件的导航控制系统。

技术介绍

[0002]随着武器装备技术的飞速发展，微小型化高机动性的武器装备逐渐被军方所亲耐，微小型化导航控制组件作为其中重要组成部分之一，需要具备惯性测量与制导控制两部分功能，惯测组件部分需在30mm*30mm*25.8mm的空间内实现三轴角速度及三轴加速度信息测量功能组件的集成，且重量不能大于35g，而目前的微小型化导航控制组件难于实现小型化和轻量化设计的双重需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于MEMS惯性器件的导航控制系统，以解决现有技术中基于MEMS惯性器件的导航控制系统的重量大、体积大、环境适应性差的难题。
[0004]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种基于MEMS惯性器件的导航控制系统，包括：
[0005]导航计算机模块，所述导航计算机模块包括电路板和导航计算芯片组，所述导航计算芯片组设置于所述电路板；以及
[0006]惯性测量模块，所述惯性测量模块包括安装支架、X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪以及三轴加速度计，所述X轴陀螺仪、所述Y轴陀螺仪、所述Z轴陀螺仪以及所述三轴加速度计均设置于所述安装支架上并通过柔性电路板与所述导航计算机模块电连接。
[0007]进一步地，所述导航计算芯片组包括相互电连接的DSP芯片和FPGA芯片。
[0008]进一步地，所述安装支架为正方体支架，所述X轴陀螺仪、所述Y轴陀螺仪以及所述Z轴陀螺仪安装在所述安装支架上两两垂直的三个侧壁上，所述三轴加速度计安装在所述安装支架的另一个面上。
[0009]进一步地，所述安装支架包括第一侧壁、第二侧壁以及第三侧壁，所述第一侧壁、第二侧壁以及所述第三侧壁两两垂直，所述第一侧壁上设置有第一凹槽，所述X轴陀螺仪安装于所述第一凹槽内，所述第二侧壁上设置有第二凹槽，所述Y轴陀螺仪安装于所述第二凹槽内，所述第三侧壁上设置有第三凹槽，所述Z轴陀螺仪安装于所述第三凹槽；
[0010]所述安装支架包括第四侧壁，所述第四侧壁上设置有第四凹槽，所述三轴加速度计安装于所述第四凹槽内。
[0011]进一步地，所述X轴陀螺仪包括第一信号采集电路板和设置于所述第一信号采集电路板上的X轴陀螺仪芯片；
[0012]所述Y轴陀螺仪包括第二信号采集电路板和设置于所述第二信号采集电路板上的Y轴陀螺仪芯片；
[0013]所述Z轴陀螺仪包括第三信号采集电路板和设置于所述第三信号采集电路板上的
Z轴陀螺仪芯片；
[0014]所述三轴加速度计包括第四信号采集电路板和设置于所述第四信号采集电路板上的三轴加速度计芯片。
[0015]进一步地，所述第一信号采集电路板、所述第二信号采集电路板、所述第三信号采集电路板以及所述第四信号采集电路板均为印制电路板。
[0016]进一步地，所述正方体支架的各个表面均设置有防护板。
[0017]进一步地，所述第一信号采集电路板、所述第二信号采集电路板、所述第三信号采集电路板以及所述第四信号采集电路板均粘接固定在所述防护板上。
[0018]进一步地，所述防护板通过螺钉、销钉、卡扣以及焊接方式中的至少一种固定在所述安装支架上。
[0019]进一步地，所述安装支架的顶部和底部均设置有减震元件。
[0020]应用本专利技术的技术方案，本专利技术的基于MEMS惯性器件的导航控制系统主要包括导航计算机模块和惯性测量模块，其中，导航计算机模块的主要结构为电路板和芯片组，即导轨计算机模块内部可以实现无线缆化安装，而惯性测量模块的X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪以及三轴加速度计均集成设置在安装支架上，且惯性测量模块和导航计算机模块之间通过柔性电路板电连接，整个系统的体积比较小、重量比较轻、且惯性测量模块和导航计算机模块之间的相对位置可以发生相对变化，环境适应性比较好，更适于在有限的空间内实现导航控制。
[0021]也即是说，本专利技术创的基于MEMS惯性器件的导航控制系统采用一体化集成设计方案，导轨计算机模块内部可实现无线缆化设计，大大减少了硬件资源的使用，惯性测量模块和导航计算机模块之间通过柔性电路板电连接以实现信息交互，环境适应性比较好，整个基于MEMS惯性器件的导航控制系统的体积更小，重量更轻。
附图说明
[0022]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1是本申请实施例公开的基于MEMS惯性器件的导航控制系统的结构示意图。
[0024]附图标记说明：
[0025]10、导航计算机模块；11、电路板；12、导航计算芯片组；121、DSP芯片；122、FPGA芯片；20、惯性测量模块；21、安装支架；211、第一侧壁；2111、第一凹槽；212、第二侧壁；2121、第二凹槽；213、第三侧壁；2131、第三凹槽；22、X轴陀螺仪；221、第一信号采集电路板；23、Y轴陀螺仪；231、第二信号采集电路板；24、Z轴陀螺仪；241、第三信号采集电路板；25、三轴加速度计；251、第四信号采集电路板；26、防护板；27、减震元件；30、柔性电路板。
具体实施方式
[0026]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0027]需要说明的是，为了清楚地说明本专利技术的内容，本专利技术特举多个实施例以进一步
阐释本专利技术的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。
[0028]参见图1所示，图1为本申请实施例公开的基于MEMS惯性器件的导航控制系统的结构示意图，在图1中，惯性测量模块20部分已经被分解开。本专利技术的基于MEMS惯性器件的导航控制系统利用仿真手段迭代优化，实现低成本高效率的结构设计；采用具有精度高、尺寸小等特点的MEMS陀螺仪和MEMS加速度计，并结合惯性器件温度误差特性采用分立式标定方法，建立角速度测量通道和加速度测量通道误差温度补偿模型，设计出满足微小型导航控制要求的微小型导航控制组合产品，可以传统导航控制组合体积重量大、成本高、精度低、环境适应性差等问题。具体地，根据图1可以知道，本实施例中的基于MEMS惯性器件的导航控制系统包括导航计算机模块10和惯性测量模块20。
[0029]其中，导航计算机模块10包括导航计算电路板11和导航计算芯片组12，导航计算芯片组12设置于导航计算电路板11上；惯性测量模块20包括安装支架21、X轴陀螺仪22、Y轴陀螺仪23、Z轴陀螺仪24以及三轴加速度计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS惯性器件的导航控制系统，其特征在于，包括：导航计算机模块(10)，所述导航计算机模块(10)包括电路板(11)和导航计算芯片组(12)，所述导航计算芯片组(12)设置于所述电路板(11)；以及惯性测量模块(20)，所述惯性测量模块(20)包括安装支架(21)、X轴陀螺仪(22)、Y轴陀螺仪(23)、Z轴陀螺仪(24)以及三轴加速度计(25)，所述X轴陀螺仪(22)、所述Y轴陀螺仪(23)、所述Z轴陀螺仪(24)以及所述三轴加速度计(25)均设置于所述安装支架(21)上并通过柔性电路板(30)与所述导航计算机模块(10)电连接。2.根据权利要求1所述的基于MEMS惯性器件的导航控制系统，其特征在于，所述导航计算芯片组(12)包括相互电连接的DSP芯片(121)和FPGA芯片(122)。3.根据权利要求1所述的基于MEMS惯性器件的导航控制系统，其特征在于，所述安装支架(21)为正方体支架，所述X轴陀螺仪(22)、所述Y轴陀螺仪(23)以及所述Z轴陀螺仪(24)安装在所述安装支架(21)上两两垂直的三个侧壁上，所述三轴加速度计(25)安装在所述安装支架(21)的另一个面上。4.根据权利要求3所述的基于MEMS惯性器件的导航控制系统，其特征在于，所述安装支架(21)包括第一侧壁(211)、第二侧壁(212)以及第三侧壁(213)，所述第一侧壁(211)、第二侧壁(212)以及所述第三侧壁(213)两两垂直，所述第一侧壁(211)上设置有第一凹槽(2111)，所述X轴陀螺仪(22)安装于所述第一凹槽(2111)内，所述第二侧壁(212)上设置有第二凹槽(2121)，所述Y轴陀螺仪(23)安装于所述第二凹槽(2121)内，所述第三侧壁(213)上设置有第三凹槽(2131)，所述Z轴陀螺仪(24)安装于所述第三凹槽(2131)；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，吴笑妍，陶才勇，于广宝，刘生攀，饶兴桥，
申请(专利权)人：贵州航天控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：