CN105952836A - 可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元 - Google Patents

可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元 Download PDF

Info

Publication number
CN105952836A
CN105952836A CN201610287861.1A CN201610287861A CN105952836A CN 105952836 A CN105952836 A CN 105952836A CN 201610287861 A CN201610287861 A CN 201610287861A CN 105952836 A CN105952836 A CN 105952836A
Authority
CN
China
Prior art keywords
measurement unit
inertia
lower house
amortisseur
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610287861.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105952836B (zh
Inventor
李志明
杨凤霞
王晓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CETC 13 Research Institute
Original Assignee
CETC 13 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 13 Research Institute filed Critical CETC 13 Research Institute
Priority to CN201610287861.1A priority Critical patent/CN105952836B/zh
Publication of CN105952836A publication Critical patent/CN105952836A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105952836B publication Critical patent/CN105952836B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/002—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising at least one fluid spring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
    • G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
    • G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，涉及微型惯性测量单元技术领域。所述测量单元包括微型惯性测量单元上盖、密封垫、惯性装配体、减震器和微型惯性测量单元下壳体，所述减震器固定在所述下壳体内，所述惯性装配体固定在所述减震器上，所述上盖将所述下壳体封闭，且所述上盖与所述下壳体之间设有密封垫，使所述上盖与所述下壳体之间形成密闭空间，将所述减震器和惯性装配体密封在所述密闭空间内，所述惯性装配体与所述下壳体之间保持间隙设置。所述测量单元能够衰减高振动、高冲击能量，具有易实现、阻尼可调的特点，提高了所述测量单元测量的精度和性能。

Description

可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元
技术领域
本发明涉及微型惯性测量单元技术领域，尤其涉及一种可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元。
背景技术
随着对微电子机械系统（MEMS）的深入研究，相比传统的微型惯性测量单元，MEMS微型惯性测量单元以其成本低、尺寸小、重量轻、可靠性高等优点，应用领域在不断扩大。微型惯性测量单元（MIMU）是惯性导航系统的核心部件，广泛应用于航空器、舰船等军用、民用系统中。这些载体通常工作于最恶劣的力学环境中，当载体运动发生改变，如加速、滚转、俯仰、偏航、起飞、降落时，发动机引擎产生的振动、冲击或噪声会传递给MIMU内部的敏感元件，系统会产生动态误差，造成敏感元件输出精度降低。对MIMU进行减震设计是十分必要的，现在工程上最常用、最直接的减震方法是在陀螺与壳体之间安装多个减震器，但是每个减震器的频率有差异，在使用过程中要对减震器分别做标定，使每个减震器频率相匹配。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，所述测量单元能够衰减高振动、高冲击能量，具有易实现、阻尼可调的特点，提高了所述测量单元测量的精度和性能。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：包括微型惯性测量单元上盖、密封垫、惯性装配体、减震器和微型惯性测量单元下壳体，所述减震器固定在所述下壳体内，所述惯性装配体固定在所述减震器上，所述上盖将所述下壳体封闭，且所述上盖与所述下壳体之间设有密封垫，使所述上盖与所述下壳体之间形成密闭空间，将所述减震器和惯性装配体密封在所述密闭空间内，所述惯性装配体与所述下壳体之间保持间隙设置。
进一步的技术方案在于：所述减震器包括金属外环、减震橡胶和金属内环，所述金属外环的内圈与所述金属内环的外圈通过所述减震橡胶连接在一起，所述金属外环通过螺钉与所述下壳体固定连接，所述惯性装配体通过螺钉固定在所述金属内环上。
进一步的技术方案在于：所述减震橡胶的上、下表面具有均匀的凹槽，用于控制减震器的谐振频率。
进一步的技术方案在于：所述惯性装配体包括中间座、三个两两垂直的微机械陀螺仪和三个两两垂直的微机械加速度计，所述微机械加速度计和微机械陀螺仪与所述中间座刚性连接，且每个敏感器件的敏感轴向与微型惯性测量单元轴向均有一定角度，该角度根据外界环境振动和冲击与微型惯性测量单元输出轴向的关系确定。
进一步的技术方案在于：所述惯性装配体下侧的下壳体内表面设有若干个向上的凸起。
进一步的技术方案在于：所述惯性装配体上设有通气孔，用于连通所述惯性装配体上侧的腔体和惯性装配体下侧的腔体。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1）通过调整惯性装配体与所述下壳体之间的活动间隙来控制测量单元的阻尼大小。2）减震橡胶上、下表面具有均匀凹槽，用于控制减震器的谐振频率。3）惯性装配体设计成对称结构，简化重心调整，容易实现三向等刚度减震。4）壳体内部腔体相通且密封，使内部空气成为一个高阻尼弹性体。5）微型惯性测量单元每个加速度轴输出由一个或多个加速度计输出值合成，微型惯性测量单元每个陀螺轴输出由一个或多个陀螺输出值合成，减小了每个轴向的精度差异，提高了整个测量装置的成品率，同时简化了工艺流程，节约了生产成本。
附图说明
图1是本发明的分解结构示意图；
图2是本发明中惯性装配体的结构示意图；
图3是本发明中减震器的结构示意图；
图4是本发明的剖视结构示意图；
其中：1、上盖2、密封垫3、惯性装配体31、中间座32、微机械陀螺仪33、微机械加速度计34、通气孔4、减震器 41、金属外环42、减震橡胶43、金属内环5、下壳体6、螺钉7、凸起 8、凹槽。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1和图4所示，本发明公开了一种可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，包括微型惯性测量单元上盖1、密封垫2、惯性装配体3、减震器4和微型惯性测量单元下壳体5。所述减震器4固定在所述下壳体5内，所述惯性装配体3固定在所述减震器4上。
如图2所示，所述惯性装配体3包括中间座31、三个两两垂直的微机械陀螺仪32和三个两两垂直的微机械加速度计33。所述微机械加速度计33和微机械陀螺仪32与所述中间座31刚性连接，且每个敏感器件的敏感轴向与微型惯性测量单元轴向均有一定角度，该角度根据外界环境振动和冲击与微型惯性测量单元输出轴向的关系确定，以达到最佳的减震和抗冲击效果。所述惯性装配体3上设有通气孔34，用于连通所述惯性装配体3上侧的腔体和惯性装配体3下侧的腔体。
如图3所示，所述减震器4包括金属外环41、减震橡胶42和金属内环43，所述金属外环41的内圈与所述金属内环43的外圈通过所述减震橡胶42连接在一起（在高温、高压环境下），所述金属外环41通过螺钉6与所述下壳体5固定连接，所述惯性装配体3通过螺钉6固定在所述金属内环43上。所述减震橡胶42的上、下表面具有均匀的凹槽8，用于控制减震器的谐振频率。
所述上盖1将所述下壳体5封闭，且所述上盖1与所述下壳体5之间设有密封垫2，使所述上盖1与所述下壳体5之间形成密闭空间，将所述减震器4和惯性装配体3密封在所述密闭空间内，所述惯性装配体3与所述下壳体5之间保持间隙设置，满足一定的冲击衰减要求。
所述惯性装配体3下侧的所述下壳体5内表面设有若干个向上的凸起7，调整凸起的形状、高度、数量和分布位置可以调节系统的抗冲击性能。通过改变惯性装配体3与所述下壳体之间的间隙以及减震器的阻尼系数，控制所述测量单元的谐振频率和阻尼系数。测量单元的内腔对外是密封的，通过控制装配体上通气孔的大小和位置，可以调节测量单元的阻尼大小。
所述测量单元通过调整惯性装配体与所述下壳体之间的活动间隙来控制测量单元的阻尼大小，调整放大倍数。减震橡胶上、下表面具有均匀凹槽，用于控制减震器的谐振频率。惯性装配体设计成对称结构，简化重心调整，容易实现三向等刚度减震。壳体内部腔体相通且密封，使内部空气成为一个高阻尼弹性体。微型惯性测量单元每个加速度轴输出由一个或多个加速度计输出值合成，微型惯性测量单元每个陀螺轴输出由一个或多个陀螺输出值合成，减小了每个轴向的精度差异，提高了整个测量装置的成功率，同时简化了工艺流程，节约了生产成本。

Claims (6)

1.一种可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：包括微型惯性测量单元上盖（1）、密封垫（2）、惯性装配体（3）、减震器（4）和微型惯性测量单元下壳体（5），所述减震器（4）固定在所述下壳体（5）内，所述惯性装配体（3）固定在所述减震器（4）上，所述上盖（1）将所述下壳体（5）封闭，且所述上盖（1）与所述下壳体（5）之间设有密封垫（2），使所述上盖（1）与下壳体（5）之间形成密闭空间，将所述减震器（4）和惯性装配体（3）密封在所述密闭空间内，所述惯性装配体（3）与所述下壳体（5）之间保持间隙设置。
2.如权利要求1所述的可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：所述减震器（4）包括金属外环（41）、减震橡胶（42）和金属内环（43），所述金属外环（41）的内圈与所述金属内环（43）的外圈通过所述减震橡胶（42）连接在一起，所述金属外环（41）通过螺钉（6）与所述下壳体（5）固定连接，所述惯性装配体（3）通过螺钉（6）固定在所述金属内环（43）上。
3.如权利要求2所述的可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：所述减震橡胶（42）的上、下表面具有均匀的凹槽（8），用于控制减震器的谐振频率。
4.如权利要求1所述的可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：所述惯性装配体（3）包括中间座（31）、三个两两垂直的微机械陀螺仪（32）和三个两两垂直的微机械加速度计（33），所述微机械加速度计（33）和微机械陀螺仪（32）与所述中间座（31）刚性连接，且每个敏感器件的敏感轴向与微型惯性测量单元轴向均有一定角度，该角度根据外界环境振动和冲击与微型惯性测量单元输出轴向的关系确定。
5.如权利要求1所述的可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：所述惯性装配体（3）下侧的下壳体（5）内表面设有若干个向上的凸起（7）。
6.如权利要求1所述的可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元，其特征在于：所述惯性装配体（3）上设有通气孔（34），用于连通所述惯性装配体（3）上侧的腔体和惯性装配体（3）下侧的腔体。
CN201610287861.1A 2016-05-04 2016-05-04 可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元 Active CN105952836B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610287861.1A CN105952836B (zh) 2016-05-04 2016-05-04 可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610287861.1A CN105952836B (zh) 2016-05-04 2016-05-04 可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105952836A true CN105952836A (zh) 2016-09-21
CN105952836B CN105952836B (zh) 2018-05-08

Family

ID=56913802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610287861.1A Active CN105952836B (zh) 2016-05-04 2016-05-04 可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105952836B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107607116A (zh) * 2017-10-30 2018-01-19 北京理工大学 一种高动态惯性测量单元
CN109682991A (zh) * 2018-12-12 2019-04-26 上海航天控制技术研究所 一种运载火箭高空主动减载用加速度计装置
CN110425250A (zh) * 2019-07-17 2019-11-08 北京自动化控制设备研究所 用于mems惯性仪表系统的一体化减振结构
CN110470862A (zh) * 2019-08-16 2019-11-19 扬州华测光电技术有限公司 一种用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器
CN111465232A (zh) * 2020-03-30 2020-07-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种高精度时统设备的多层次联合抗振方法
CN114754808A (zh) * 2021-01-08 2022-07-15 精工爱普生株式会社 惯性测量装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121829A (zh) * 2010-08-09 2011-07-13 汪滔 一种微型惯性测量系统
CN102980584A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 深圳市大疆创新科技有限公司 一种无人飞行器惯性测量模块
CN104142150A (zh) * 2014-08-08 2014-11-12 北京航天自动控制研究所 一体化的小型激光陀螺惯性测量装置
CN204978133U (zh) * 2015-07-17 2016-01-20 安徽中鼎减震橡胶技术有限公司 一种高强度低扭转衬套结构
CN105352503A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 上海拓攻机器人有限公司 一种用于无人飞行器的惯性测量装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102121829A (zh) * 2010-08-09 2011-07-13 汪滔 一种微型惯性测量系统
US20160097793A1 (en) * 2010-08-09 2016-04-07 SZ DJI Technology Co., Ltd Micro inertial measurement system
CN102980584A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 深圳市大疆创新科技有限公司 一种无人飞行器惯性测量模块
CN104142150A (zh) * 2014-08-08 2014-11-12 北京航天自动控制研究所 一体化的小型激光陀螺惯性测量装置
CN204978133U (zh) * 2015-07-17 2016-01-20 安徽中鼎减震橡胶技术有限公司 一种高强度低扭转衬套结构
CN105352503A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 上海拓攻机器人有限公司 一种用于无人飞行器的惯性测量装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107607116A (zh) * 2017-10-30 2018-01-19 北京理工大学 一种高动态惯性测量单元
CN109682991A (zh) * 2018-12-12 2019-04-26 上海航天控制技术研究所 一种运载火箭高空主动减载用加速度计装置
CN109682991B (zh) * 2018-12-12 2021-12-07 上海航天控制技术研究所 一种运载火箭高空主动减载用加速度计装置
CN110425250A (zh) * 2019-07-17 2019-11-08 北京自动化控制设备研究所 用于mems惯性仪表系统的一体化减振结构
CN110470862A (zh) * 2019-08-16 2019-11-19 扬州华测光电技术有限公司 一种用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器
CN110470862B (zh) * 2019-08-16 2021-07-02 扬州华测光电技术有限公司 一种用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器
CN111465232A (zh) * 2020-03-30 2020-07-28 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种高精度时统设备的多层次联合抗振方法
CN111465232B (zh) * 2020-03-30 2021-06-29 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种高精度时统设备的多层次联合抗振方法
CN114754808A (zh) * 2021-01-08 2022-07-15 精工爱普生株式会社 惯性测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105952836B (zh) 2018-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105952836A (zh) 可调阻尼的抗冲击微型惯性测量单元
CN206409570U (zh) 减振器和飞行器
US9145945B2 (en) Active vibration isolation device based on electromagnetic and aerostatic floatation
EP2604974B1 (en) Micro inertial measurement system
US10611628B2 (en) MEMS isolation platform with three-dimensional vibration and stress isolation
CN110023233B (zh) 用于带帽mems装置的垂直塞子
CN108225313B (zh) 基于冗余mems传感器的航姿仪
CN110032074B (zh) 一种双路前馈扰动观测器的双补偿器设计方法
CN106403938B (zh) 一种针对小型无人机多源复合振动干扰的系统滤波方法
CN205333080U (zh) 一种高精度光纤捷联惯导系统
CN205049152U (zh) 一种惯导系统六自由度减振平台
CN108839808A (zh) 飞行控制装置和无人飞行器
CN103527554B (zh) 一种带体积补偿的无摩擦恒力输出气浮装置
Beitia et al. Quartz pendulous accelerometers for navigation and tactical grade systems
CN104819729A (zh) 液浮陀螺系统及其阻尼比补偿测试方法
CN207814316U (zh) 一种悬挂式mems惯性导航产品的全向减震结构
CN110926444B (zh) 一种振动非敏感硅微机电陀螺
CN111338215B (zh) 一种基于惯性回路的双滤波器扰动观测器方法
CN106352873A (zh) 一种小型惯性测量单元的内减振结构
CN105091883A (zh) Mems一体化imu温度补偿改进方法
CN207292457U (zh) 一种imu气压计组件及无人机
CN106403944A (zh) 惯性测量装置及运动控制设备
CN110985593A (zh) 一种基于弹性阻尼元件惯导系统整体式减振装置设计方法
CN107628261B (zh) 一种imu气压计组件及无人机
CN111156993B (zh) 一种轻小型激光陀螺捷联惯组结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant