CN104729505B - 一种mems惯性测量单元 - Google Patents

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Abstract

一种MEMS惯性测量单元，包括本体(1)、第一圆柱形凸台(2)、凹槽(3)、对外安装法兰(4)、方形通孔(5)、底板(7)、顶板(8)、第一侧板(9)、第二侧板(10)、第三侧板(11)、第一圆形通孔(12)、第二圆形通孔(13)、定位工装(14)、第二圆柱形凸台(15)、上减振垫(18)、下减振垫(19)、螺钉(20)、上盖(21)。本发明在装配之前各印制板之间走线已经完成，不存在装配后的焊线问题并简化了装配工艺，同时采用胶粘形式，进一步减小了惯性测量单元体积，采用定位辅助工装，确保了陀螺和加速度计的定位精度，另外本发明使用外减振形式对外部冲击振动有衰减作用，使惯性测量单元在强振动环境下能够存活。

Description

一种MEMS惯性测量单元
技术领域
本发明涉及一种小型化惯性测量组合，特别是一种小型化，便于装配的一种MEMS惯性测量单元。
背景技术
随着技术的发展和进步，当前对小型化惯性测量组合的需求越来越大，MEMS惯性测量单元在小型化方面有着无可替代的优势，但是MEMS惯性测量单元体积较小、操作空间不足，传统的焊线形式印制板不便于装配，同时螺钉紧固件还需要占用惯性测量单元的体积。另外，由于惯性测量单元多用于如飞机，炸弹，导弹等环境恶劣的场合，MEMS仪表内部为机械结构，对外部振动环境敏感，在振动环境下，MEMS仪表存在很大的测量误差，由此会影响到惯性测量单元的精度。
因此，为了提高MEMS惯性测量单元的装配效率，提高惯性测量单元的环境适应性，有必要设计一种新型的MEMS惯性测量单元。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有MEMS惯性测量单元的不足，提供了一种装配简单、环境适应性强的MEMS惯性测量单元。
本发明的技术解决方案是：一种MEMS惯性测量单元，包括本体、第一圆柱形凸台、凹槽、方形通孔、底板、顶板、第一侧板、第二侧板、第三侧板、第一圆形通孔、第二圆形通孔、定位工装、第二圆柱形凸台、上盖；其中，本体为方形薄壁壳体，内侧底部4个角设有第一圆柱形凸台，1个内侧面上有方形通孔，其余3个内侧面上设有凹槽，底板为一边有半圆形缺口的长方形印制板，4个角有第二圆形通孔，焊接有Z向加速度计和Z向陀螺，其中Z向垂直于底板并水平面朝上，顶板为一边有半圆形缺口的长方形印制板，第一侧板与第二侧板为4个角处设有第一圆形通孔的长方形印制板，均包括一大一小2块印制板，第一侧板的小印制板焊接有X向加速度计，其中X向垂直于该小板并指向第三侧板，第一侧板的大印制板焊接有Y向加速度计，其中Y向与X向和Z向成右手定则，第二侧板的小板焊接有X向陀螺，其中X向垂直于该小板并指向第三侧板，第二侧板中大板焊接有Y向陀螺，其中Y向与X向和Z向成右手定则，第三侧板为中部居中位置有第三通孔的长方形印制板，定位工装为1个侧面上有2个第二圆柱形凸台的长方体；底板、顶板、第一侧板、第二侧板、第三侧板通过挠性头连接，本体内侧底部的第一圆柱形凸台套入底板上的第二圆形通孔，定位工装背面与凹槽固定连接，第三侧板与本体的侧边固定连接，第一侧板与第二侧板上的第一圆形通孔分别套入定位工装的第二圆柱形凸台并与定位工装固定连接，对外接插件放置在方形通孔中，对外接插件的焊针穿入第三侧板中的第三通孔后，与第三侧板焊接固定，上盖胶粘至本体，其中底板、顶板、第一侧板、第二侧板、第三侧板的各个印制板上的走线均已经完成；所述定位工装背面为第二圆柱形凸台所在侧面的对面一个侧面。
所述的凹槽为方形，在本体中2个等面积的侧面上各有2个，在本体中有第一圆柱形凸台的侧面上有4个。
所述的本体腰部有对外安装法兰，螺钉装配上减振垫并穿入对外安装法兰中后，下减振垫装配至螺钉上，其中，上减振垫、下减振垫为橡胶材料，螺钉为M4螺钉。
所述的第三侧板中部居中位置有上下两排直径为1.5mm的第三通孔，上排7个，下排8个。
所述的固定连接为使用环氧树脂胶与低分子聚酰胺树脂1:1调制得到的胶进行胶粘。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明采用刚挠结合印制板的形式，在装配之前各印制板之间走线已经完成，不存在装配后的焊线问题并简化了装配工艺；
(2)本发明采用定位辅助工装，确保了表贴式陀螺和加速度计的定位精度；
(3)本发明采用外减振形式对外部冲击、振动有衰减作用，使惯性测量单元在强振动环境下能够存活；
(4)本发明采用胶粘形式，不采用螺钉紧固件，进一步减小了惯性测量单元体积。
附图说明
图1为本发明整体示意图
图2为本发明本体示意图；
图3为本发明刚挠结合印制板示意图；
图4为本发明定位工装示意图；
图5为本发明减振器各部分示意图；
图6为本发明惯性测量单元装配示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明一种MEMS惯性测量单元，下面结合附图具体说明：如图2、图3、图4、图5、图6所示，一种MEMS惯性测量单元包括本体1、第一圆柱形凸台2、方形凹槽3、对外安装法兰4、方形通孔5、底板7、顶板8、第一侧板9、第二侧板10、第三侧板11、第一圆形通孔12、第二圆形通孔13、定位工装14、第二圆柱形凸台15、减振器17、上盖21。
如图2所示，本体1为一方形薄壁壳体，其内侧底部四个角共有4个第一圆柱形凸台2；本体1内部三个侧面上共有8个方形凹槽3，两个等面积的小侧面上各有两个，有第一圆柱形凸台(对外安装法兰)的侧面上有4个，本体1另一侧面上有1个方形通孔5；本体1腰部有3个对外安装法兰4。
如图3所示，刚挠结合印制板6包括焊接有Z向加速度计和Z向陀螺的底板7(底板7的四个角上有4个第二圆形通孔13)、顶板8、2个焊接有X向加速度计和Y向加速度计的第一侧板9、2个焊接有X向陀螺和Y向陀螺的第二侧板10、焊接对外接插件的第三侧板11，侧板11中部居中位置有上下两排直径为1.5mm的通孔，上排7个，下排8个。侧板9、10上四个角处分别有4个第一圆形通孔12；底板7、顶板8和侧板10、11通过挠性头连接，其中Z向垂直于底板7并水平面朝上，第一侧板9的小印制板焊接的X向加速度计的中的X向为垂直于该小板并指向第三侧板11，第一侧板9的大印制板焊接有的Y向加速度计中的Y向与X向和Z向成右手定则，第二侧板10的小板焊接有的X向陀螺中的X向垂直于该小板并指向第三侧板11，第二侧板10中大板焊接有的Y向陀螺中的Y向与X向和Z向成右手定则。
如图4所示为定位工装14，定位工装14上有2个圆柱形的第二圆柱形凸台15。
如图5所示为减振器17，包括：橡胶材料的环形上减振垫18、橡胶材料的环形下减振垫19、圆柱形的M4螺钉20，M4螺钉20上有装配上下减振垫的两个圆柱形凸台。
在本体1的8个方形凹槽3底部均匀涂抹胶，然后在8个定位工装背面16均匀涂抹胶，在刚挠结合印制板6中侧板11边缘均匀涂抹一层胶，三处涂胶完成后将刚挠结合印制板6按照相应位置进行安装：底板7上的4个第二圆形通孔13放置在本体底部的4个第一圆柱形凸台2上，定位工装背面16分别放置在本体侧边8个凹槽3内，将对外接插件放置在本体侧边方形通孔5中，同时使刚挠结合印制板6中侧板11紧贴本体侧边，分别均匀按压三个涂胶部分，直至粘接牢固。定位工装14上的两个第二圆柱形凸台15底部周边涂胶，并确保两处涂胶量相同，将第二圆柱形凸台15穿进刚挠结合印制板6中侧板9上侧边两个角落的2个第一圆形通孔12中，按压直至粘接牢固，然后采用同样的方法胶粘另外7个定位工装至侧板9，10，确保每个圆柱形凸台底部涂胶量相同，将对外接插件的15个焊针穿入第三侧板11中的第三通孔后，与第三侧板焊接固定。上减振垫18装配至M4螺钉20上，将装有上减振垫的M4螺钉20穿入对外安装法兰4中，完成后将下减振垫19按照附图5装配至M4螺钉20上，确保下减振垫底部环面与M4螺钉20定位面配合。最后如图6所示，上盖21胶粘至本体1上，按圆周方向均匀按压直至粘接牢固，另外本发明惯性测量单元中位于一个平面上的胶粘的点胶量应相同，选用的胶是由环氧树脂胶和低分子聚酰胺树脂两者按1:1比例调制而成。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (5)

1.一种MEMS惯性测量单元，其特征在于包括本体(1)、第一圆柱形凸台(2)、凹槽(3)、方形通孔(5)、底板(7)、顶板(8)、第一侧板(9)、第二侧板(10)、第三侧板(11)、第一圆形通孔(12)、第二圆形通孔(13)、定位工装(14)、第二圆柱形凸台(15)、上盖(21)；其中，本体(1)为方形薄壁壳体，内侧底部4个角设有第一圆柱形凸台(2)，1个内侧面上有方形通孔(5)，其余3个内侧面上设有凹槽(3)，底板(7)为一边有半圆形缺口的长方形印制板，4个角有第二圆形通孔(13)，焊接有Z向加速度计和Z向陀螺，其中Z向垂直于底板(7)并水平面朝上，顶板(8)为一边有半圆形缺口的长方形印制板，第一侧板(9)与第二侧板(10)为4个角处设有第一圆形通孔(12)的长方形印制板，均包括一大一小2块印制板，第一侧板(9)的小印制板焊接有X向加速度计，其中X向垂直于该小板并指向第三侧板(11)，第一侧板(9)的大印制板焊接有Y向加速度计，其中Y向与X向和Z向成右手定则，第二侧板(10)的小板焊接有X向陀螺，其中X向垂直于该小板并指向第三侧板(11)，第二侧板(10)中大板焊接有Y向陀螺，其中Y向与X向和Z向成右手定则，第三侧板(11)为中部居中位置有第三通孔的长方形印制板，定位工装(14)为1个侧面上有2个第二圆柱形凸台(15)的长方体；底板(7)、顶板(8)、第一侧板(9)、第二侧板(10)、第三侧板(11)通过挠性头连接，本体(1)内侧底部的第一圆柱形凸台(2)套入底板(7)上的第二圆形通孔(13)，定位工装(14)背面与凹槽(3)固定连接，第三侧板(11)与本体(1)的侧边固定连接，第一侧板(9)与第二侧板(10)上的第一圆形通孔(12)分别套入定位工装(14)的第二圆柱形凸台(15)并与定位工装(14)固定连接，对外接插件放置在方形通孔(5)中，对外接插件的焊针穿入第三侧板(11)中的第三通孔后，与第三侧板焊接固定，上盖(21)胶粘至本体(1)，其中底板(7)、顶板(8)、第一侧板(9)、第二侧板(10)、第三侧板(11)的各个印制板上的走线均已经完成；所述定位工装(14)背面为第二圆柱形凸台(15)所在侧面的对面一个侧面。
2.根据权利要求1所述的一种MEMS惯性测量单元，其特征在于：所述的凹槽(3)为方形，在本体(1)中2个等面积的侧面上各有2个，在本体(1)中有第一圆柱形凸台(2)的侧面上有4个。
3.根据权利要求1或2所述的一种MEMS惯性测量单元，其特征在于：所述的本体(1)腰部有对外安装法兰(4)，螺钉(20)装配上减振垫(18)并穿入对外安装法兰(4)中后，下减振垫(19)装配至螺钉(20)上，其中，上减振垫(18)、下减振垫(19)为橡胶材料，螺钉(20)为M4螺钉。
4.根据权利要求1或2所述的一种MEMS惯性测量单元，其特征在于：所述的第三侧板(11)中部居中位置有上下两排直径为1.5mm的第三通孔，上排7个，下排8个。
5.根据权利要求1或2所述的一种MEMS惯性测量单元，其特征在于：所述的固定连接为使用环氧树脂胶与低分子聚酰胺树脂1:1调制得到的胶进行胶粘。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105352501B (zh) * 2015-11-18 2018-12-11 中国船舶重工集团公司第七〇五研究所 模块化、可扩展型mems惯性测量单元
RU2639285C1 (ru) * 2016-07-27 2017-12-20 Публичное акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ПАО "МИЭА") Трехосный микромеханический блок чувствительных элементов
CN107219335B (zh) * 2017-06-05 2020-07-31 哈尔滨工程大学 基于复连续小波变换的管道连接器检测方法
CN108489488A (zh) * 2018-06-26 2018-09-04 天津职业技术师范大学 一种捷联式惯性导航系统支撑装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2351807A (en) * 1999-07-01 2001-01-10 Schlumberger Holdings Reverse inertial navigation method for high precision wellbore surveying
CN1821717A (zh) * 2006-03-27 2006-08-23 北京航空航天大学 一种轻小型惯性测量单元
CN101701825A (zh) * 2009-09-28 2010-05-05 龙兴武 高精度激光陀螺单轴旋转惯性导航系统
CN102455184A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 刘胜 惯性测量单元
CN102518729A (zh) * 2011-11-25 2012-06-27 西安航天精密机电研究所 激光捷联惯组用减振器
CN103210280A (zh) * 2010-08-09 2013-07-17 深圳市大疆创新科技有限公司 一种微型惯性测量系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2351807A (en) * 1999-07-01 2001-01-10 Schlumberger Holdings Reverse inertial navigation method for high precision wellbore surveying
CN1821717A (zh) * 2006-03-27 2006-08-23 北京航空航天大学 一种轻小型惯性测量单元
CN101701825A (zh) * 2009-09-28 2010-05-05 龙兴武 高精度激光陀螺单轴旋转惯性导航系统
CN103210280A (zh) * 2010-08-09 2013-07-17 深圳市大疆创新科技有限公司 一种微型惯性测量系统
CN102455184A (zh) * 2010-10-29 2012-05-16 刘胜 惯性测量单元
CN102518729A (zh) * 2011-11-25 2012-06-27 西安航天精密机电研究所 激光捷联惯组用减振器

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