CN110470862B - 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 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加速度传感器技术领域，且公开了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，包括上盒体和下盒体，上盒体靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有上包边，下盒体靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有下包边，上包边和下包边通过四个均匀分布的卡位机构相连接，且上包边和下包边相抵；卡位机构包括卡位柱、卡位孔、卡位槽、弹簧和卡位块，卡位柱固定连接在下包边的上端，卡位孔开设在上包边上。该用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器，能够解决目前传感器整体通过卡合方式进行连接，连接的十分紧固，在野外测量当传感器损坏需要维护时，在缺乏工具的情况下难以将其拆开的问题。

Description

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

技术领域

本发明涉及加速度传感器技术领域，具体为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。

背景技术

目前，公众所知的电容式加速度传感器是由一个静电极、动电极、一个电容测量电路组成，静电极和动电极相对隔离设置，形成一个电容。动电极相对静电极发生位移时，两极板的正对面积发生变化，产生不同的电容值。如公式：C＝εS/D，S代表两级板的相对面积，D代表两级板的距离。加速度传感器因具有体积小、质量轻、方便灵活等特点在武器制导、飞行器控制、汽车防抱死系统等领域有着广泛的用途。加速度传感器的类型主要有压阻式、压电式、谐振式、隧道电流式和电容式，其中，电容式微加速度传感器自问世以来就以结构简单、输出稳定、温度漂移小、灵敏度高、动态特性好、抗过载能力大，体积小、重量轻、易于与测试、控制电路集成，有利于大规模批量生产等优点而受到越来越广泛的关注除。现有的传感器整体通过卡合方式进行连接，连接的十分紧固，在野外测量当传感器损坏需要维护时，在缺乏工具的情况下难以将其拆开。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了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，具备便于拆开维护的优点，解决了目前传感器整体通过卡合方式进行连接，连接的十分紧固，在野外测量当传感器损坏需要维护时，在缺乏工具的情况下难以将其拆开的问题。

(二)技术方案

为实现便于拆开维护的目的，本发明提供如下技术方案：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，包括上盒体和下盒体，所述上盒体靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有上包边，所述下盒体靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有下包边，所述上包边和下包边通过四个均匀分布的卡位机构相连接，且所述上包边和下包边相抵；

所述卡位机构包括卡位柱、卡位孔、卡位槽、弹簧和卡位块，所述卡位柱固定连接在下包边的上端，所述卡位孔开设在上包边上，所述卡位柱远离下包边的一端穿过卡位孔并向上包边外延伸，所述卡位槽开设在卡位柱的柱壁上，所述弹簧的一端固定连接在卡位槽的槽底，所述弹簧的另一端与卡位块的一端相连接，所述卡位块滑动连接在卡位槽中，所述卡位块远离弹簧的一端穿过卡位槽的槽口并向外延伸，所述卡位块远离弹簧一端的上端设置为斜面，位于所述卡位槽外卡位块的下端与上包边远离下包边的一端相抵。

优选的，所述上包边与下包边之间设有密封机构，所述密封机构设置在四个卡位机构之间，所述密封机构包括矩形的止水槽、矩形的止水框、矩形的密封槽和矩形的密封条，所述止水槽开设在上包边靠近下包边的一端，所述止水框固定连接在下包边靠近上包边的一端，所述止水框穿过止水槽的槽口并向止水槽内延伸，所述止水框与止水槽相匹配，所述密封槽开设在止水框远离下包边的一端，所述密封条固定连接在密封槽的槽底，所述密封条的另一端穿过密封槽的槽口并向外延伸且与止水槽的槽底相抵。

优选的，所述卡位块靠近弹簧一端位置的侧壁上对称固定连接有滑块，所述卡位槽的槽壁上对应两个滑块的位置开设有两条滑槽，所述滑块远离卡位块的一端穿过滑槽的槽口并向滑槽内延伸，所述滑块滑动连接在对应的滑槽中。

优选的，所述卡位块靠近卡位槽槽底的一端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端固定连接在卡位槽的槽底，所述弹簧套设在伸缩杆上。

优选的，所述卡位柱的柱壁上呈环形均匀等距的开设有若干个滚动槽，所述滚动槽内设有滚动的滚珠，所述滚珠远离滚动槽槽底的一端穿过滚动槽的槽口设置，且所述滚珠滚动连接在卡位孔的孔壁上。

优选的，所述滑槽沿水平直线方向固定连接有滑杆，所述滑杆贯穿滑块设置，且所述滑块滑动连接在滑杆上。

优选的，所述滑槽远离上盒体一端的槽壁上固定连接有环形软垫，所述滑杆穿过环形软垫设置。

三有益效果

与现有技术相比，本发明提供了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，具备以下有益效果：

1、该用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器，通过设置卡位柱、卡位孔、卡位槽、弹簧和卡位块组成一个卡位机构，当需要将上盒体和下盒体拆开时，只需要对卡位块施加一个按压力，卡位块受力后压缩弹簧向卡位槽的槽底方向运动，当卡位块完全进入到卡位槽中，再对上盒体施加一个背向下盒体方向的拉力，上盒体带动卡位孔与卡位柱之间做相背运动力，当卡位柱与卡位孔相互脱离时，即可方便快捷的将上盒体和下盒体分开，从而实现对其快速维护。

2、该用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器，通过设置止水槽、止水框、密封槽和密封条组成一个密封机构，将上盒体和下盒体组装合在一起时，止水框卡入止水槽内，密封槽内的密封条紧紧的抵在止水槽的槽底，使得上盒体与下盒体之间保持密封，防止灰尘水汽进入到传感器内部。

附图说明

图1为本发明提出的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的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为图1中B部分的放大图；

图4为图1中C部分的放大图。

图中：1上盒体、2下盒体、3上包边、4下包边、5卡位机构、51卡位柱、52卡位孔、53卡位槽、54弹簧、55卡位块、6密封机构、61止水槽、62止水框、63密封槽、64密封条、7滑块、8滑槽、9伸缩杆、10滚动槽、11滚珠、12滑杆、13环形软垫。

具体实施方式

下面将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。

请参阅图1-4，一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，包括上盒体1和下盒体2，上盒体1靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有上包边3，下盒体2靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有下包边4，上包边3和下包边4通过四个均匀分布的卡位机构5相连接，且上包边3和下包边4相抵；

卡位机构5包括卡位柱51、卡位孔52、卡位槽53、弹簧54和卡位块55，卡位柱51固定连接在下包边4的上端，卡位孔52开设在上包边3上，卡位柱51远离下包边4的一端穿过卡位孔52并向上包边3外延伸，卡位槽53开设在卡位柱51的柱壁上，弹簧54的一端固定连接在卡位槽53的槽底，弹簧54的另一端与卡位块55的一端相连接，卡位块55滑动连接在卡位槽53中，卡位块55远离弹簧54的一端穿过卡位槽53的槽口并向外延伸，卡位块55远离弹簧54一端的上端设置为斜面，位于卡位槽53外卡位块55的下端与上包边3远离下包边4的一端相抵，当需要将上盒体1和下盒体2拆开时，只需要对卡位块55施加一个按压力，卡位块55受力后压缩弹簧54向卡位槽53的槽底方向运动，当卡位块55完全进入到卡位槽53中，再对上盒体1施加一个背向下盒体2方向的拉力，上盒体1带动卡位孔52与卡位柱51之间做相背运动力，当卡位柱51与卡位孔52相互脱离时，即可方便快捷的将上盒体1和下盒体2分开，从而实现对其快速维护。

上包边3与下包边4之间设有密封机构6，密封机构6设置在四个卡位机构5之间，密封机构6包括矩形的止水槽61、矩形的止水框62、矩形的密封槽63和矩形的密封条64，止水槽61开设在上包边3靠近下包边4的一端，止水框62固定连接在下包边4靠近上包边3的一端，止水框62穿过止水槽61的槽口并向止水槽61内延伸，止水框62与止水槽61相匹配，密封槽63开设在止水框62远离下包边4的一端，密封条64固定连接在密封槽63的槽底，密封条64的另一端穿过密封槽63的槽口并向外延伸且与止水槽61的槽底相抵，将上盒体1和下盒体2组装合在一起时，止水框62卡入止水槽61内，密封槽63内的密封条64紧紧的抵在止水槽61的槽底，使得上盒体1与下盒体2之间保持密封，防止灰尘水汽进入到传感器内部。

卡位块55靠近弹簧54一端位置的侧壁上对称固定连接有滑块7，卡位槽53的槽壁上对应两个滑块7的位置开设有两条滑槽8，滑块7远离卡位块55的一端穿过滑槽8的槽口并向滑槽8内延伸，滑块7滑动连接在对应的滑槽8中，卡位块55运动时带动滑块7在滑槽8中进行同步运动，防止卡位块55被弹簧54弹出卡位槽53。

卡位块55靠近卡位槽53槽底的一端固定连接有伸缩杆9，伸缩杆9的另一端固定连接在卡位槽53的槽底，弹簧54套设在伸缩杆9上，由于伸缩杆9只能做直线运动，对伸缩杆9连接的卡位块55移动行程进行限位，使得卡位块55在卡位槽53中稳定的运动。

卡位柱51的柱壁上呈环形均匀等距的开设有若干个滚动槽10，滚动槽10内设有滚动的滚珠11，滚珠11远离滚动槽10槽底的一端穿过滚动槽10的槽口设置，且滚珠11滚动连接在卡位孔52的孔壁上，通过呈环形分布的滚珠11使得卡位柱51紧紧的抵在卡位孔52的孔壁上，使得卡位柱51在卡位孔52内稳定的运动。

滑槽8沿水平直线方向固定连接有滑杆12，滑杆12贯穿滑块7设置，且滑块7滑动连接在滑杆12上，使得滑块7在滑槽8内稳定的运动。

滑槽8远离上盒体1一端的槽壁上固定连接有环形软垫13，滑杆12穿过环形软垫13设置，通过环形软垫13作为缓冲，减小滑块7撞击滑槽8上的撞击力。

综上所述，该用于微电子机械的微重力加速度级电容式加速度传感器，当需要将上盒体1和下盒体2拆开时，只需要对卡位块55施加一个按压力，卡位块55受力后压缩弹簧54向卡位槽53的槽底方向运动，当卡位块55完全进入到卡位槽53中，再对上盒体1施加一个背向下盒体2方向的拉力，上盒体1带动卡位孔52与卡位柱51之间做相背运动力，当卡位柱51与卡位孔52相互脱离时，即可方便快捷的将上盒体1和下盒体2分开，从而实现对其快速维护；盒体1和下盒体2组装合在一起时，止水框62卡入止水槽61内，密封槽63内的密封条64紧紧的抵在止水槽61的槽底，使得上盒体1与下盒体2之间保持密封，防止灰尘水汽进入到传感器内部。

需要说明的是，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一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，包括上盒体(1)和下盒体(2)，其特征在于：所述上盒体(1)靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有上包边(3)，所述下盒体(2)靠近盒口一端位置的外盒壁上固定连接有下包边(4)，所述上包边(3)和下包边(4)通过四个均匀分布的卡位机构(5)相连接，且所述上包边(3)和下包边(4)相抵；

所述卡位机构(5)包括卡位柱(51)、卡位孔(52)、卡位槽(53)、弹簧(54)和卡位块(55)，所述卡位柱(51)固定连接在下包边(4)的上端，所述卡位孔(52)开设在上包边(3)上，所述卡位柱(51)远离下包边(4)的一端穿过卡位孔(52)并向上包边(3)外延伸，所述卡位槽(53)开设在卡位柱(51)的柱壁上，所述弹簧(54)的一端固定连接在卡位槽(53)的槽底，所述弹簧(54)的另一端与卡位块(55)的一端相连接，所述卡位块(55)滑动连接在卡位槽(53)中，所述卡位块(55)远离弹簧(54)的一端穿过卡位槽(53)的槽口并向外延伸，所述卡位块(55)远离弹簧(54)一端的上端设置为斜面，位于所述卡位槽(53)外卡位块(55)的下端与上包边(3)远离下包边(4)的一端相抵；所述卡位块(55)靠近弹簧(54)一端位置的侧壁上对称固定连接有滑块(7)，所述卡位槽(53)的槽壁上对应两个滑块(7)的位置开设有两条滑槽(8)，所述滑块(7)远离卡位块(55)的一端穿过滑槽(8)的槽口并向滑槽(8)内延伸，所述滑块(7)滑动连接在对应的滑槽(8)中；所述卡位块(55)靠近卡位槽(53)槽底的一端固定连接有伸缩杆(9)，所述伸缩杆(9)的另一端固定连接在卡位槽(53)的槽底，所述弹簧(54)套设在伸缩杆(9)上；所述卡位柱(51)的柱壁上呈环形均匀等距的开设有若干个滚动槽(10)，所述滚动槽(10)内设有滚动的滚珠(11)，所述滚珠(11)远离滚动槽(10)槽底的一端穿过滚动槽(10)的槽口设置，且所述滚珠(11)滚动连接在卡位孔(52)的孔壁上；所述滑槽(8)沿水平直线方向固定连接有滑杆(12)，所述滑杆(12)贯穿滑块(7)设置，且所述滑块(7)滑动连接在滑杆(12)上；所述滑槽(8)远离上盒体(1)一端的槽壁上固定连接有环形软垫(13)，所述滑杆(12)穿过环形软垫(13)设置。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：所述上包边(3)与下包边(4)之间设有密封机构(6)，所述密封机构(6)设置在四个卡位机构(5)之间，所述密封机构(6)包括矩形的止水槽(61)、矩形的止水框(62)、矩形的密封槽(63)和矩形的密封条(64)，所述止水槽(61)开设在上包边(3)靠近下包边(4)的一端，所述止水框(62)固定连接在下包边(4)靠近上包边(3)的一端，所述止水框(62)穿过止水槽(61)的槽口并向止水槽(61)内延伸，所述止水框(62)与止水槽(61)相匹配，所述密封槽(63)开设在止水框(62)远离下包边(4)的一端，所述密封条(64)固定连接在密封槽(63)的槽底，所述密封条(64)的另一端穿过密封槽(63)的槽口并向外延伸且与止水槽(61)的槽底相抵。

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