CN109468586B - 一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于半球谐振陀螺仪领域，特别涉及卫星惯性导航系统中半球谐振陀螺仪谐振子金属化工艺；具体为一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置；所述装置包括振子内球面掩膜结构或/和振子外球面掩膜结构；所述振子内球面掩膜结构用于对振子外球面进行镀膜时遮盖振子外球面和振子唇口表面；所述振子外球面掩膜结构用于对振子内球面进行镀膜时遮盖振子内球面和振子唇口表面；通过本发明设计出的掩膜装置，可分别用于遮盖振子的外球面、内球面和唇口端面，以保证膜层在需要的表面均匀沉积的同时又不会飘散到其他表面上。

Description

一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置
技术领域
本发明属于半球谐振陀螺仪领域，特别涉及卫星惯性导航系统中半球谐振陀螺仪谐振子金属化工艺，具体为一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置。
背景技术
半球谐振陀螺仪(Hemispherical Resonator Gyro，简称HRG)是哥式振动陀螺仪中的一种具有惯导级性能的高精度陀螺仪，半球谐振陀螺属于振动旋转传感器，具有高精度、长寿命、高可靠、噪声低、抗核辐射、耐高冲击等特点，随机漂移可达到10-4°/hr量级，可以连续工作15年以上并仍保持要求的性能，是卫星、战略武器和空间飞机器等领域应用中最优选的传感器。
半球谐振陀螺依靠半球形谐振子的薄壳驻波振动来敏感外界的载体角度变化，其核心敏感部件是半球形谐振子。半球谐振子采用低热膨胀系数、低阻尼损耗的硬脆熔融石英玻璃材料精密磨削加工成型。金属化工艺是为半球谐振子表面沉积上一层导电薄膜，从而可以控制其振动并读取振动信号，通过掩膜来遮挡沉积的表面，使得膜层只沉积在振子的内外球面和柱面。掩膜的结构会影响装夹的复杂程度，为了避免掩膜在装夹的过程中对振子造成损伤，提高膜层的沉积精度，需要设计一套结构更加合理的振子掩膜装置。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置，所述装置包括振子内球面掩膜结构或/和振子外球面掩膜结构；即该装置包括三种结构，包括只对振子内球面掩膜镀膜时的振子内球面掩膜结构，只对振子外球面掩膜镀膜时的振子外球面掩膜结构，以及对振子内球面掩膜和外球面掩膜均镀膜时采用的振子内球面掩膜结构和振子外球面掩膜结构；
其中，振子内球面掩膜结构用于对振子外球面进行镀膜时遮盖振子外半球面和振子唇口表面；所述振子外球面掩膜结构用于对振子内球面进行镀膜时遮盖振子内半球面和振子唇口表面。
进一步的，所述振子内球面掩膜结构包括振子内球面掩膜盖以及振子内球掩膜底座，所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接。
进一步的，所述振子内球面掩膜盖包括中空且内径依次增大的夹持轴、限位盘、外轴套壳以及配合套壳；其中，在配合套壳上方的左右两侧分别设置有掩膜盖卡扣孔；夹持轴顶部设置为倒角。
进一步的，所述振子内球掩膜底座包括唇口遮挡平台、外球套壳、握持环和配合套壳，在所述握持环下设置有与内球面掩膜盖配合套壳相对的底座卡扣孔。
进一步的，所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接包括紧固卡扣通过连接掩膜盖卡扣孔和底座卡扣孔，从而实现对振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间的连接。
进一步的，所述振子外球面掩膜结构包括唇口遮挡平台，在唇口遮挡平台的上方设置有锥壳。
本发明的有益效果：
1、本发明设计出的掩膜结构简单，装夹方便；
2、本发明的卡扣的紧固力集中在掩膜上，从而减少了振子唇口的受力，避免唇口的蹦边；
3、本发明针对半球外形特点进行设计，掩膜精度更好，能够有效减少膜层漂移；
4、本发明分别针对半球谐振子的内球金属化镀膜和外球金属化镀膜工艺中，便于分别遮盖振子的外球面、内球面和唇口端面，以保证膜层在需要的表面均匀沉积的同时又不会飘散到其他表面上。
附图说明
图1为本发明的半球谐振子的表面示意图；
图2为本发明的振子内球面掩膜盖示意图；
图3为本发明的振子内球掩膜底座示意图；
图4为本发明的振子外球面掩膜盖示意图；
图5为本发明一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置的内球面镀膜装夹示意图；
图6为本发明一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置的外球面镀膜装夹示意图；
其中，1、振子内球面掩膜盖，11、配合套壳，12、外轴套壳，13、限位盘，14、夹持轴；2、振子内球面掩膜底座，21、唇口遮挡平台，22、外球套壳，23、握持环，24配合套壳；3、紧固卡扣；4、振子外球面掩膜盖，41、锥台，42、唇口遮挡平台；5、镀膜机的夹持头；6、振子，60、振子唇口，61、内半球面，62、外半球面，63、过渡杆，64、外支撑杆，65、内支撑杆。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合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一部分实施例，而不是全部的实施例。
现有技术中的半球谐振子6可如图1所示，该半球谐振子6包括内振子唇口60、内半球面61、外半球面62、过渡杆63、外支撑杆64、内支撑杆65；所述外半球面通过所述过渡杆与外支撑杆相连，所述内半球面与内支撑杆相连，且各个支撑杆处于同一轴线。
为了半球谐振子6的内半球面和61外半球面62分别进行镀膜，本发明提出了一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置。
作为一种可选方式，所述的掩膜装置适用于BAK550A镀膜设备的特殊装夹方式，装夹完成后振子的轴与水平面垂直。
实施例1
本实施例对本发明中振子内球面镀膜时的实施方式进行说明：
如图2～3所示，本发明采用了振子内球面掩膜结构对内半球面镀膜时进行遮盖；该结构包括振子内球面掩膜盖1以及振子内球掩膜底座2，所述振子内球面掩膜盖1和振子内球掩膜底座2之间通过紧固卡扣3之间进行连接。
其中，所述振子内球面掩膜盖1包括配合套壳11、外轴套壳12、限位盘13、夹持轴14；在配合套壳上方的左右两侧分别设置有掩膜盖卡扣孔；夹持轴顶部设置为倒角。
所述振子内球掩膜底座2包括包括唇口遮挡平台21、外球套壳22、握持环和配合套壳23、配合套壳24；在所述握持环下设置有与内球面掩膜盖1配合套壳相对的底座卡扣孔。
进一步的，紧固卡扣3通过连接掩膜盖卡扣孔和底座卡扣孔，从而实现对振子内球面掩膜盖1和振子内球掩膜底座2之间的连接。
如图5所示为振子内球面镀膜装夹示意图，振子内球面镀膜时通过振子内球面掩膜盖与镀膜设备中的夹头连接。装夹时首先将半球谐振子6放入振子内球掩膜底座2中，再将振子内球面掩膜盖1盖在上方并对齐卡扣孔，然后将两个紧固卡扣3分别卡入振子内球掩膜底座2和内球面掩膜盖1上的卡扣孔中，装夹过程中保持向下的垂直方向。最后，按图中所示将振子内球面掩膜盖1夹持在镀膜机的夹持头5上，完成整个振子内球面掩模的安装工作。在镀膜时，由于掩模的遮挡，膜层最终只会沉积在振子的内半球面61上。
实施例2
本实施例对本发明中振子外球面镀膜时的实施方式进行说明：
本发明采用了振子外球面掩膜结构对外球面镀膜时进行遮盖；如图4所示，该结构包括唇口遮挡平台42，在唇口遮挡平台42的上方设置有锥壳41。
如图6所示为振子外球面镀膜装夹示意图，振子外球面镀膜时通过振子轴柄与镀膜设备中的夹头连接。装夹时首先将振子外球面掩膜盖4扣在振子的内半球面61上，完成对内半球面61的遮盖，再将振子如图直接夹持在BAK550A镀膜机的夹持头5上，完成安装工作。在镀膜时，由于掩模的遮挡，膜层最终只会沉积在振子的外半球面62上。
可以理解的是，振子内球面镀膜时，振子唇口60与振子内球掩膜底座2的唇口遮挡平台21相接触，接触面受力为振子的重力。
振子外球面镀膜时，振子唇口60与振子外球面掩膜盖4的唇口遮挡平台42相接触，接触面受力为外球面掩膜盖的重力。
实施例3
本发明对内半球面镀膜和外半球面镀膜分别进行镀膜，可依次参考实施例1和实施例2，对内半球面和外半球面分别镀膜；本实施例就不在赘述。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置，其特征在于：所述装置包括振子内球面掩膜结构；所述振子内球面掩膜结构包括振子内球面掩膜盖以及振子内球掩膜底座，所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接；所述振子内球面掩膜盖包括中空且内径依次增大的夹持轴、限位盘、外轴套壳以及配合套壳；在配合套壳上方的左右两侧分别设置有掩膜盖卡扣孔；夹持轴顶部设置为倒角；所述振子内球掩膜底座包括唇口遮挡平台、外球套壳、握持环和配合套壳，在所述握持环下设置有与配合套壳相对的底座卡扣孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置，其特征在于：所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接包括紧固卡扣通过连接掩膜盖卡扣孔和底座卡扣孔，从而实现对振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间的连接。
3.一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置，其特征在于：所述装置包括振子内球面掩膜结构和振子外球面掩膜结构；所述振子内球面掩膜结构用于对振子外球面进行镀膜时遮盖振子外半球面和振子唇口表面；所述振子外球面掩膜结构用于对振子内球面进行镀膜时遮盖振子内半球面和振子唇口表面；所述振子内球面掩膜结构包括振子内球面掩膜盖以及振子内球掩膜底座，所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接；所述振子内球面掩膜盖包括中空且内径依次增大的夹持轴、限位盘、外轴套壳以及配合套壳；其中，在配合套壳上方的左右两侧分别设置有掩膜盖卡扣孔；夹持轴顶部设置为倒角；所述振子内球掩膜底座包括唇口遮挡平台、外球套壳、握持环和配合套壳，在所述握持环下设置有与配合套壳相对的底座卡扣孔；通过紧固卡扣连接掩膜盖卡扣孔和底座卡扣孔，从而实现对振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间的连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于半球谐振子金属化工业的掩膜装置，其特征在于：所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接包括紧固卡扣通过连接掩膜盖卡扣孔和底座卡扣孔，从而实现对振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间的连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于半球谐振子金属化工业的掩膜装置，其特征在于：所述振子外球面掩膜结构包括唇口遮挡平台，在唇口遮挡平台的上方设置有锥壳。
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