CN105277740B - 一种金属挠性加速度计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属挠性加速度计包括壳体，设置在壳体上的座体，安装在座体上的绕性摆组件、磁钢组件、极板以及密封连接于座体的绝缘子组件；绕性摆组件包含绕性摆片与敏感质量块，绕性摆片与敏感质量块通过插槽方式连接，并利用其上挠性细颈支承敏感质量块，所述磁钢组件通过放入座体的磁钢罐型腔胶粘在座体上；所述极板设置有上级板和下级板，并与信号检测片形成信号检测装置。它结合了伺服摆式加速度计的体积小和石英挠性加速度计的高精度、启动快、功率低等特点实现了金属挠性加速度计的小体积、高精度和高抗环境能力。特别适用于对加速度计精度、体积、重量、启动时间、抗冲击、抗环境能力有较高要求的惯性导航系统中。

Description

一种金属挠性加速度计

技术领域

本发明涉及一种挠性加速度计，特别涉及一种金属挠性加速度计。

背景技术

加速度计是惯性系统中的关键元件，挠性加速度计由于其体积小、精度高、启动快、抗冲击、高可靠性等特点,被广泛应用于船舶、车辆、飞机等惯性导航系统，导弹及火箭的惯性制导系统及卫星、飞船的控制系统等。近几年来随着船舶、飞机等的应用环境复杂化和对精度要求高的趋势，许多领域都对加速度计提出了更高的要求，不仅要求加速度计精度高、体积小、重量轻、启动快、功率小，而且还要求加速度计寿命长、抗冲击、抗环境能力强、可靠性高、性能稳定。现有的石英挠性加速度计精度高、启动快、功率小，但其体积、抗冲击、抗环境能力中等，很难满足复杂环境下稳定可靠工作的要求。伺服摆式加速度计精度中等、抗冲击差、抗环境能力低、易磨损等固有缺陷，限制其在高精度、复杂应用环境、抗冲击能力强、可靠性高等要求的惯性导航系统中的应用。因此需要研制一种金属挠性加速度计：体积、功率、启动时间与摆式加速度计相当，但精度、抗冲击能力、可靠性高于摆式加速度计，即采用伺服摆式加速度计外形尺寸、启动时间、功率大小实现金属挠性加速度计的精度、抗环境能力和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述石英挠性加速度计和伺服摆式加速度计的固有缺陷，提供一种金属挠性加速度计，具有精度高、体积小、重量轻、启动快、功率低、抗环境能力强以及可靠性高的特点。

本发明的技术解决方案：一种金属挠性加速度计，包括壳体，设置在壳体内带有磁钢罐型腔圆柱形结构的座体，安装在座体上的绕性摆组件、磁钢组件、极板以及密封连接于座体的绝缘子组件；

绕性摆组件包含绕性摆片与敏感质量块，绕性摆片与敏感质量块通过插槽方式连接，并利用其上挠性细颈支承敏感质量块，所述敏感质量块设有力矩器线圈、配重环及信号检测片，绕性摆片与力矩器线圈、配重环及信号检测片同轴依次连接，其中，力矩器线圈固定于信号检测片带凸台的一侧，配重环固定于与力矩器线圈相对的另一侧，用于消除力矩线圈对绕性细颈的偏距；

所述磁钢组件通过放入座体的磁钢罐型腔胶粘在座体上；

所述极板设置有上级板和下级板，上级板和下级板与座体胶粘固定，并与信号检测片形成信号检测装置，敏感质量块上的力矩器线圈与粘接于座体上的磁钢组件形成力矩器。

前述的金属挠性加速度计中，所述绝缘子组件包含导电体和绝缘子座，导电体与绝缘子座通过玻璃烧结体连接。

前述的金属挠性加速度计中，所述力矩器线圈和配重环通过胶粘固定在信号检测片上。

前述的金属挠性加速度计中，所述的壳体表面的垂直距离不大于36mm，直径不大于Φ12.6mm。

前述的金属挠性加速度计中，所述座体上极板的一端设置有电路板，所述电路板与座体粘接固定。

前述的金属挠性加速度计中，所述座体极板的一端与壳体通过密封螺钉连接。

前述的金属挠性加速度计中，所述绕性摆组件与座体通过螺钉固连。

前述的金属挠性加速度计中，所述的壳体为无法兰连接装置。

前述的金属挠性加速度计中，所述的挠性摆组件中挠性摆片的挠性细颈为“切片式”细颈，细颈的长度不超过3mm，细颈的宽度不超过2mm。

前述的金属挠性加速度计中，所述的挠性摆组件的挠性摆片与信号检测片连接方式为“插槽”式。

前述的金属挠性加速度计中，所述的挠性摆组件中敏感质量块在细颈支承下处于“自由”工作状态。

与现有的伺服摆式加速度计相比，原来的摆组件连接方式为轴窝-轴尖支承，轴窝-轴尖存在动摩擦力，长时间、强振动环境工作轴窝-轴尖磨损严重，摆组件通过支承片、轴组件与座体连接，零件多且微小、可变因素难以控制，本发明将挠性摆组件5的支承方式设计为悬臂梁式金属挠性细颈支承，将动摩擦力方式转化为细颈材料的弯曲，摆组件直接固连在座体上，大大减少中间可变环节，原来的力矩器通过导电游丝、连线柱、绝缘板的支撑连接到电路板上，易发生断路，本设计力矩器直接通过导线连接至电路板8，零件数量减少，操作过程简化，导线连接可靠性提高。因此，相比于现有的伺服摆式加速度计，本发明具有结构简单、精度高、体积小、重量轻、启动快、功率低、抗环境能力强和可靠性高的特点，特别适用于工作时间长、强振动等恶劣环境下使用的惯性系统，本发明不提供特定的法兰固定盘，安装方式简单多样。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是电信号的原理图；

图3是挠性摆组件的结构示意图；

图4是绝缘子组件的结构示意图。

附图中的标记为：1-绝缘子组件，2-壳体，3-座体，4-固定螺钉，5挠性摆组件，6-磁钢组件，7-极板，8-电路板，9-密封螺钉，10-挠性摆片，11-信号检测片，12-力矩器线圈，13-配重环，14-绝缘子座，15-导电体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的金属挠性加速度计作进一步的详细说明，但不作为对本发明做任何限制的依据。

本发明的金属挠性加速度计如图1所示，包括座体3，座体3为有磁钢罐型腔的圆柱体结构。磁钢组件6通过放入座体的磁钢罐型腔并采用胶粘固定于座体上。绝缘子组件1外圆与座体3内孔配合并带胶固定。挠性摆组件5的挠性摆片一端通过卡入座体3的安装槽定位，在通过固定螺钉4带胶锁定与座体之间的位置，固定螺钉4仅为压紧挠性摆组件3，不起定位作用。极板7包括上极板和下极板，极板7与座体3之间通过胶粘固定。壳体2套与座体3上，一端与座体3为间隙配合，其间有一层绝缘膜，另一端则通过固定螺钉9将壳体2与座体3锁紧并点胶密封，固定螺钉9仅为锁紧壳体。

所述的电信号原理图如图2所示，本发明的电信号原理为：图中信号检测片与配重环、力矩器线圈共同为加速度敏感质量块，有加速度信号时，信号检测片在极板之间的位置变化，驱动检测电路检测上下极板之间的电容差值，并将其转化为与之成比例的电信号，该信号经过校正、功率放大、反馈等环节后进入力矩器，力矩器一端串联一个采样电路，流过采样电阻的电流与测量载体的加速度成比例。

挠性摆组件5的各零件位置关系如图3所示。挠性摆片10与信号检测片11连接处有插槽，确保信号检测片11与细颈处于同一轴线上，信号检测片11周围点胶插入挠性摆片插槽固定。力矩器线圈12点胶固定于信号检测片11带凸台一侧，配重环13粘接于与线圈相对的另一侧，以消除力矩器线圈对挠性细颈的偏矩。

绝缘子组件1零件位置关系如图4所示。导电体15与绝缘子座14通过玻璃烧结固定，确保导电体与绝缘子座、座体之间的绝缘。

Claims (8)

1.一种金属挠性加速度计，其特征在于：包括壳体，设置在壳体内带有磁钢罐型腔圆柱形结构的座体，安装在座体上的绕性摆组件、磁钢组件、极板以及密封连接于座体的绝缘子组件；

绕性摆组件包含绕性摆片与敏感质量块，绕性摆片与敏感质量块通过插槽方式连接，并利用其上挠性细颈支承敏感质量块，所述敏感质量块设有力矩器线圈、配重环及信号检测片，绕性摆片与力矩器线圈、配重环及信号检测片同轴依次连接，其中，力矩器线圈固定于信号检测片带凸台的一侧，配重环固定于与力矩器线圈相对的另一侧，用于消除力矩线圈对绕性细颈的偏距；

所述磁钢组件通过放入座体的磁钢罐型腔胶粘在座体上；

所述极板设置有上级板和下级板，上级板和下级板与座体胶粘固定，并与信号检测片形成信号检测装置，敏感质量块上的力矩器线圈与粘接于座体上的磁钢组件形成力矩器。

2.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于：所述绝缘子组件包含导电体和绝缘子座，导电体与绝缘子座通过玻璃烧结体连接。

3.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于：所述力矩器线圈和配重环通过胶粘固定在信号检测片上。

4.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于，所述的壳体表面的垂直距离不大于36mm，直径不大于Φ12.6mm。

5.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于，所述的壳体为无法兰连接装置。

6.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于，所述的挠性摆组件中挠性摆片的挠性细颈为“切片式”细颈，细颈的长度不超过3mm，细颈的宽度不超过2mm。

7.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于，所述座体上极板的一端设置有电路板，所述电路板与座体粘接固定。

8.根据权利要求1所述的一种金属挠性加速度计，其特征在于，所述绕性摆组件与座体通过螺钉固连。