可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，涉及微型慣性測(cè)量單元技術(shù)領(lǐng)域。所述測(cè)量單元包括微型慣性測(cè)量單元上蓋、密封墊、慣性裝配體、減震器和微型慣性測(cè)量單元下殼體，所述減震器固定在所述下殼體內(nèi)，所述慣性裝配體固定在所述減震器上，所述上蓋將所述下殼體封閉，且所述上蓋與所述下殼體之間設(shè)有密封墊，使所述上蓋與所述下殼體之間形成密閉空間，將所述減震器和慣性裝配體密封在所述密閉空間內(nèi)，所述慣性裝配體與所述下殼體之間保持間隙設(shè)置。所述測(cè)量單元能夠衰減高振動(dòng)、高沖擊能量，具有易實(shí)現(xiàn)、阻尼可調(diào)的特點(diǎn)，提高了所述測(cè)量單元測(cè)量的精度和性能。
【專利說(shuō)明】
可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微型慣性測(cè)量單元技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對(duì)微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)的深入研究，相比傳統(tǒng)的微型慣性測(cè)量單元，MEMS微型慣性測(cè)量單元以其成本低、尺寸小、重量輕、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大。微型慣性測(cè)量單元(MIMU)是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于航空器、艦船等軍用、民用系統(tǒng)中。這些載體通常工作于最惡劣的力學(xué)環(huán)境中，當(dāng)載體運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變，如加速、滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航、起飛、降落時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)引擎產(chǎn)生的振動(dòng)、沖擊或噪聲會(huì)傳遞給MIMU內(nèi)部的敏感元件，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差，造成敏感元件輸出精度降低。對(duì)MMU進(jìn)行減震設(shè)計(jì)是十分必要的，現(xiàn)在工程上最常用、最直接的減震方法是在陀螺與殼體之間安裝多個(gè)減震器，但是每個(gè)減震器的頻率有差異，在使用過(guò)程中要對(duì)減震器分別做標(biāo)定，使每個(gè)減震器頻率相匹配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，所述測(cè)量單元能夠衰減高振動(dòng)、高沖擊能量，具有易實(shí)現(xiàn)、阻尼可調(diào)的特點(diǎn)，提高了所述測(cè)量單元測(cè)量的精度和性能。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:包括微型慣性測(cè)量單元上蓋、密封墊、慣性裝配體、減震器和微型慣性測(cè)量單元下殼體，所述減震器固定在所述下殼體內(nèi)，所述慣性裝配體固定在所述減震器上，所述上蓋將所述下殼體封閉，且所述上蓋與所述下殼體之間設(shè)有密封墊，使所述上蓋與所述下殼體之間形成密閉空間，將所述減震器和慣性裝配體密封在所述密閉空間內(nèi)，所述慣性裝配體與所述下殼體之間保持間隙設(shè)置。
[0005]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述減震器包括金屬外環(huán)、減震橡膠和金屬內(nèi)環(huán)，所述金屬外環(huán)的內(nèi)圈與所述金屬內(nèi)環(huán)的外圈通過(guò)所述減震橡膠連接在一起，所述金屬外環(huán)通過(guò)螺釘與所述下殼體固定連接，所述慣性裝配體通過(guò)螺釘固定在所述金屬內(nèi)環(huán)上。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述減震橡膠的上、下表面具有均勻的凹槽，用于控制減震器的諧振頻率。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述慣性裝配體包括中間座、三個(gè)兩兩垂直的微機(jī)械陀螺儀和三個(gè)兩兩垂直的微機(jī)械加速度計(jì)，所述微機(jī)械加速度計(jì)和微機(jī)械陀螺儀與所述中間座剛性連接，且每個(gè)敏感器件的敏感軸向與微型慣性測(cè)量單元軸向均有一定角度，該角度根據(jù)外界環(huán)境振動(dòng)和沖擊與微型慣性測(cè)量單元輸出軸向的關(guān)系確定。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述慣性裝配體下側(cè)的下殼體內(nèi)表面設(shè)有若干個(gè)向上的凸起。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述慣性裝配體上設(shè)有通氣孔，用于連通所述慣性裝配體上側(cè)的腔體和慣性裝配體下側(cè)的腔體。
[0010]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:I)通過(guò)調(diào)整慣性裝配體與所述下殼體之間的活動(dòng)間隙來(lái)控制測(cè)量單元的阻尼大小。2)減震橡膠上、下表面具有均勻凹槽，用于控制減震器的諧振頻率。3)慣性裝配體設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化重心調(diào)整，容易實(shí)現(xiàn)三向等剛度減震。4)殼體內(nèi)部腔體相通且密封，使內(nèi)部空氣成為一個(gè)高阻尼彈性體。5)微型慣性測(cè)量單元每個(gè)加速度軸輸出由一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)輸出值合成，微型慣性測(cè)量單元每個(gè)陀螺軸輸出由一個(gè)或多個(gè)陀螺輸出值合成，減小了每個(gè)軸向的精度差異，提高了整個(gè)測(cè)量裝置的成品率，同時(shí)簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中慣性裝配體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中減震器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
其中:1、上蓋2、密封墊3、慣性裝配體31、中間座32、微機(jī)械陀螺儀33、微機(jī)械加速度計(jì)34、通氣孔4、減震器41、金屬外環(huán)42、減震橡膠43、金屬內(nèi)環(huán)5、下殼體6、螺釘7、凸起8、凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0014]如圖1和圖4所示，本發(fā)明公開了一種可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，包括微型慣性測(cè)量單元上蓋1、密封墊2、慣性裝配體3、減震器4和微型慣性測(cè)量單元下殼體5。所述減震器4固定在所述下殼體5內(nèi)，所述慣性裝配體3固定在所述減震器4上。
[0015]如圖2所示，所述慣性裝配體3包括中間座31、三個(gè)兩兩垂直的微機(jī)械陀螺儀32和三個(gè)兩兩垂直的微機(jī)械加速度計(jì)33。所述微機(jī)械加速度計(jì)33和微機(jī)械陀螺儀32與所述中間座31剛性連接，且每個(gè)敏感器件的敏感軸向與微型慣性測(cè)量單元軸向均有一定角度，該角度根據(jù)外界環(huán)境振動(dòng)和沖擊與微型慣性測(cè)量單元輸出軸向的關(guān)系確定，以達(dá)到最佳的減震和抗沖擊效果。所述慣性裝配體3上設(shè)有通氣孔34，用于連通所述慣性裝配體3上側(cè)的腔體和慣性裝配體3下側(cè)的腔體。
[0016]如圖3所示，所述減震器4包括金屬外環(huán)41、減震橡膠42和金屬內(nèi)環(huán)43，所述金屬外環(huán)41的內(nèi)圈與所述金屬內(nèi)環(huán)43的外圈通過(guò)所述減震橡膠42連接在一起(在高溫、高壓環(huán)境下)，所述金屬外環(huán)41通過(guò)螺釘6與所述下殼體5固定連接，所述慣性裝配體3通過(guò)螺釘6固定在所述金屬內(nèi)環(huán)43上。所述減震橡膠42的上、下表面具有均勻的凹槽8，用于控制減震器的諧振頻率。
[0017]所述上蓋I將所述下殼體5封閉，且所述上蓋I與所述下殼體5之間設(shè)有密封墊2，使所述上蓋I與所述下殼體5之間形成密閉空間，將所述減震器4和慣性裝配體3密封在所述密閉空間內(nèi)，所述慣性裝配體3與所述下殼體5之間保持間隙設(shè)置，滿足一定的沖擊衰減要求。
[0018]所述慣性裝配體3下側(cè)的所述下殼體5內(nèi)表面設(shè)有若干個(gè)向上的凸起7，調(diào)整凸起的形狀、高度、數(shù)量和分布位置可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的抗沖擊性能。通過(guò)改變慣性裝配體3與所述下殼體之間的間隙以及減震器的阻尼系數(shù)，控制所述測(cè)量單元的諧振頻率和阻尼系數(shù)。測(cè)量單元的內(nèi)腔對(duì)外是密封的，通過(guò)控制裝配體上通氣孔的大小和位置，可以調(diào)節(jié)測(cè)量單元的阻尼大小。
[0019]所述測(cè)量單元通過(guò)調(diào)整慣性裝配體與所述下殼體之間的活動(dòng)間隙來(lái)控制測(cè)量單元的阻尼大小，調(diào)整放大倍數(shù)。減震橡膠上、下表面具有均勻凹槽，用于控制減震器的諧振頻率。慣性裝配體設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化重心調(diào)整，容易實(shí)現(xiàn)三向等剛度減震。殼體內(nèi)部腔體相通且密封，使內(nèi)部空氣成為一個(gè)高阻尼彈性體。微型慣性測(cè)量單元每個(gè)加速度軸輸出由一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)輸出值合成，微型慣性測(cè)量單元每個(gè)陀螺軸輸出由一個(gè)或多個(gè)陀螺輸出值合成，減小了每個(gè)軸向的精度差異，提高了整個(gè)測(cè)量裝置的成功率，同時(shí)簡(jiǎn)化了工藝流程，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:包括微型慣性測(cè)量單元上蓋(1)、密封墊(2)、慣性裝配體(3)、減震器(4)和微型慣性測(cè)量單元下殼體(5)，所述減震器(4)固定在所述下殼體(5)內(nèi)，所述慣性裝配體(3)固定在所述減震器(4)上，所述上蓋(I)將所述下殼體(5)封閉，且所述上蓋(I)與所述下殼體(5)之間設(shè)有密封墊(2)，使所述上蓋(I)與下殼體(5)之間形成密閉空間，將所述減震器(4)和慣性裝配體(3)密封在所述密閉空間內(nèi)，所述慣性裝配體(3)與所述下殼體(5)之間保持間隙設(shè)置。2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:所述減震器(4)包括金屬外環(huán)(41)、減震橡膠(42)和金屬內(nèi)環(huán)(43)，所述金屬外環(huán)(41)的內(nèi)圈與所述金屬內(nèi)環(huán)(43)的外圈通過(guò)所述減震橡膠(42 )連接在一起，所述金屬外環(huán)(41)通過(guò)螺釘(6 )與所述下殼體(5)固定連接，所述慣性裝配體(3)通過(guò)螺釘(6)固定在所述金屬內(nèi)環(huán)(43)上。3.如權(quán)利要求2所述的可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:所述減震橡膠(42)的上、下表面具有均勻的凹槽(8)，用于控制減震器的諧振頻率。4.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:所述慣性裝配體(3 )包括中間座(31)、三個(gè)兩兩垂直的微機(jī)械陀螺儀(32 )和三個(gè)兩兩垂直的微機(jī)械加速度計(jì)(33)，所述微機(jī)械加速度計(jì)(33)和微機(jī)械陀螺儀(32)與所述中間座(31)剛性連接，且每個(gè)敏感器件的敏感軸向與微型慣性測(cè)量單元軸向均有一定角度，該角度根據(jù)外界環(huán)境振動(dòng)和沖擊與微型慣性測(cè)量單兀輸出軸向的關(guān)系確定。5.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:所述慣性裝配體(3)下側(cè)的下殼體(5)內(nèi)表面設(shè)有若干個(gè)向上的凸起(7)。6.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)阻尼的抗沖擊微型慣性測(cè)量單元，其特征在于:所述慣性裝配體(3)上設(shè)有通氣孔(34)，用于連通所述慣性裝配體(3)上側(cè)的腔體和慣性裝配體(3)下側(cè)的腔體。
【文檔編號(hào)】F16F13/00GK105952836SQ201610287861
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月4日
【發(fā)明人】李志明, 楊鳳霞, 王曉
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所