CN106289251A - 一种微小型惯性传感器组合结构 - Google Patents

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李涛
张小莉
张磊
肖志勇
田新兴
于佳平
周燕
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Abstract

本发明涉及一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：至少包括：传感器组合单元、传感器组板和壳体，传感器组板有三组，三组传感器组板有相同的结构，包括加速度计传感器、陀螺仪和电路板，加速度计传感器和陀螺仪背靠背焊接在电路板的两侧，加速度计传感器和陀螺仪背靠背同心布置；三组传感器组板相互90度固定在传感器组合单元腔体内，使三组传感器组板的加速度计传感器和陀螺仪的同心线延伸线有一个共同的交汇点。该结构能使壳体增加封闭导通回路，提高产品性能，降低加工成本。

Description

一种微小型惯性传感器组合结构
技术领域
本发明涉及一种微机电陀螺仪、导航解算板的安装结构，特别是一种微小型惯性传感器组合结构。
背景技术
惯性传感器组合结构原理：采用整料数铣，确保整体结构具有较高的机械强度。在基座与盖板配合接触面表面不进行电镀，装配后两零件基体内部形成封闭磁导通回路，提高总体电磁屏蔽效果。
现有的惯性传感器组合结构技术缺陷：结构设计磁屏蔽效果差，总体结构复杂，加工精度高，流转工序多，增加了加工难度。因此，现阶段采用数控加工中心进行整体加工，加工时间长，使用刀具多，且需要经过特殊表面处理工艺，无形中增加了加工成本，最终导致该结构不大可能获得使用。
发明内容
本发明针对磁屏蔽效果差，加工工艺复杂，总体成本高的问题，提供一种微小型惯性传感器组合结构，以便使壳体增加封闭导通回路，提高产品性能，降低加工成本。
本发明的目的是这样实现的，一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：至少包括：传感器组合单元、传感器组板和壳体，传感器组板有三组，三组传感器组板有相同的结构，包括加速度计传感器、陀螺仪和电路板，加速度计传感器和陀螺仪背靠背焊接在电路板的两侧，加速度计传感器和陀螺仪背靠背同心布置；三组传感器组板相互90度固定在传感器组合单元腔体内，使三组传感器组板的加速度计传感器和陀螺仪的同心线延伸线有一个共同的交汇点。
所述的传感器组合单元包括三个面，三个面相互正角分布，其中两个面大小相同，结构相同，一个边重合成90度，构成L型，共同垂直座落在第三面上；每个面有一个方型开孔和四个安装孔；四个安装孔在方型开孔的四个角位置；四个安装孔与传感器组板的四个固定孔位置对应，通过螺钉将传感器组板固定在其中的一个面的安装孔上；三个面的方型开孔中心线重合一点。
所述的方型开孔为陀螺仪的伸出孔。
所述的壳体包括：上盖和基座构成，所述的基座为四方型，四方型一面开口与上盖连接密封，四方型另五面围成腔体，腔体四角分别有台阶式螺纹固定孔，底面有传感器组合的四个安装孔，四个安装孔相对于四方型基座中心孔构成的X和Y座标轴有如下关系：四个安装孔分布于四个像限内，第四像限的安装孔与第一像限的安装孔距离是33.5mm，第三像限的安装孔与第二像限的安装孔距离是33.5mm，第四像限的安装孔与第三像限的安装孔距离是21mm，第一像限的安装孔与第二像限的安装孔距离是21mm，第三像限的安装孔和第二像限的安装孔分别距X轴距5.1mm；第三像限的安装孔和第四像限的安装孔分别距主Y轴距10.2mm。
所述的四个安装孔是M2的螺纹孔。
所述的X和Y座标原点在壳体几何中心处。
所述的X和Y座标原点有直径2毫米的销钉孔。
本发明的有益效果是：本发明采用分体式磁屏蔽结构，在安装微机电陀螺仪、导航解算板情况下，其结构形式还具有以下优点：构件少、结构简单、加工容易、工序少；在微机电陀螺仪自身磁屏蔽保护的情况下，增加外部壳体封闭的磁场导通回路，增强了磁屏蔽效果；降低产品在实际使用过程中由于外界振动干扰，导致产品测量精度下降，测量结果失真，提高准确度。本发明可推广到其它类似需要进行磁屏蔽要求的传感器安装结构中；经过反复实验测试，使MEMS产品的测量精度提升25%。经过对小批量样本统计，生产成本降低20%，加工效率提升30%。
附图说明
图1A-图1B是本发明实施例的总体外观结构示意图；
图2是基座结构示意图；
图3是陀螺仪与加速度计一体示意图；图3a是右视图；图3b是主视图；图3c是左视图；
图4是传感器组合单元结构示意图。
图中，1、壳体；2、传感器组板；3、传感器组合单元。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种微小型惯性传感器组合结构，至少包括：传感器组合单元3、传感器组板2和壳体1，如图3所示，传感器组板2有三组，三组传感器组板有相同的结构，包括加速度计传感器201、陀螺仪202和电路板203，加速度计传感器201和陀螺仪202背靠背焊接在电路板203的两侧，加速度计传感器201和陀螺仪202背靠背同心布置；三组传感器组板相互90度固定在传感器组合单元3的腔体内，使三组传感器组板的加速度计传感器201和陀螺仪202的同心线延伸线有一个共同的交汇点。
如图4所示，传感器组合单元3包括三个面，分别是第一面301、第二面302、第三面303；第一面301、第二面302、第三面303相互正角分布，其中第一面301和第二面302大小相同，结构相同，第一面301和第二面302的一个边重合成90度，构成L型，共同垂直座落在第三面303上；每个面有一个方型开孔304和四个安装孔305；四个安装孔305在方型开孔304的四个角位置；四个安装孔305与传感器组板2的四个固定孔位置对应，通过螺钉将传感器组板2固定在其中的一个面的安装孔上；第一面301、第二面302、第三面303的方型开孔304中心线重合一点。
所述的方型开孔304为陀螺仪的伸出孔。
如图1所示，图1A是壳体1的一侧面示意图，图1B是顶部视图，壳体1包括：上盖101和基座102，所述的基座102为四方型，四方型一面开口与上盖连接密封。上盖101安装采用防装反设计，螺钉安装孔不对称分布，确定唯一装配方向，采用丝网漏印进行坐标喷涂。
如图2方型另五面围成腔体，腔体四角分别有台阶式螺纹固定孔，底面有传感器组合的四个安装孔，四个安装孔相对于四方型基座中心孔构成的X和Y座标轴有如下关系：四个安装孔分布于四个像限内，第四像限的安装孔与第一像限的安装孔距离是33.5mm，第三像限的安装孔与第二像限的安装孔距离是33.5mm，第四像限的安装孔与第三像限的安装孔距离是21mm，第一像限的安装孔与第二像限的安装孔距离是21mm，第三像限的安装孔和第二像限的安装孔分别距X轴距5.1mm；第三像限的安装孔和第四像限的安装孔分别距主Y轴距10.2mm。
所述的四个安装孔是M2的螺纹孔。所述的X和Y座标原点（壳体几何中心处）有直径2毫米的销钉孔，确保基座几何中心与安装陀螺仪、加速度计的高精度正交组件三轴焦点接近，提高总体产品的导航精度。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：至少包括：传感器组合单元、传感器组板和壳体，传感器组板有三组，三组传感器组板有相同的结构，包括加速度计传感器、陀螺仪和电路板，加速度计传感器和陀螺仪背靠背焊接在电路板的两侧，加速度计传感器和陀螺仪背靠背同心布置；三组传感器组板相互90度固定在传感器组合单元腔体内，使三组传感器组板的加速度计传感器和陀螺仪的同心线延伸线有一个共同的交汇点。
2.根据权利要求1所述的一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：所述的传感器组合单元包括三个面，三个面相互正角分布，其中两个面大小相同，结构相同，一个边重合成90度，构成L型，共同垂直座落在第三面上；每个面有一个方型开孔和四个安装孔；四个安装孔在方型开孔的四个角位置；四个安装孔与传感器组板的四个固定孔位置对应，通过螺钉将传感器组板固定在其中的一个面的安装孔上；三个面的方型开孔中心线重合一点。
3.根据权利要求2所述的一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：所述的方型开孔为陀螺仪的伸出孔。
4.根据权利要求2所述的一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：所述的壳体包括：上盖和基座构成，所述的基座为四方型，四方型一面开口与上盖连接密封，四方型另五面围成腔体，腔体四角分别有台阶式螺纹固定孔，底面有传感器组合的四个安装孔，四个安装孔相对于四方型基座中心孔构成的X和Y座标轴有如下关系：四个安装孔分布于四个像限内，第四像限的安装孔与第一像限的安装孔距离是33.5mm，第三像限的安装孔与第二像限的安装孔距离是33.5mm，第四像限的安装孔与第三像限的安装孔距离是21mm，第一像限的安装孔与第二像限的安装孔距离是21mm，第三像限的安装孔和第二像限的安装孔分别距X轴距5.1mm；第三像限的安装孔和第四像限的安装孔分别距主Y轴距10.2mm。
5.根据权利要求4所述的一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：所述的四个安装孔是M2的螺纹孔。
6.根据权利要求4所述的一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：所述的X和Y座标原点在壳体几何中心处。
7.根据权利要求4所述的一种微小型惯性传感器组合结构，其特征是：所述的X和Y座标原点有直径2毫米的销钉孔。
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