CN110865206A - 一种三轴加速度计 - Google Patents

Abstract

本发明属于石英加速度计，为解决现有技术中石英挠性加速度计只能单向测量且拆卸维修困难，若要实现三向测量，需要将三个加速度计通过过渡台体安装在一起，造成精度差、重量大、体积大、测量标定过程繁琐的技术问题，通过提供一种三轴加速度计，壳体包括一个横向部分和一个纵向部分，纵向部分的一端位于横向部分的一侧，两者之间形成一个T字型的结构；横向部分内安装有两个表芯，一个表芯的输出端朝向横向部分的上侧，另一个表芯的输出端朝向横向部分的端部侧面；壳体的纵向部分内安装有一个输出端朝向前侧的表芯；三个表芯相互独立设置；伺服电路插接于表芯的输出端，与表芯电气连接；伺服电路的外侧设有用于外接的接线柱。

Description

一种三轴加速度计

技术领域

本发明属于石英加速度计，具体涉及一种三轴加速度计。

背景技术

加速度的测量一直是飞航系统的关键技术。目前，石英加速度计是广泛应用于测量加速度的惯性器件，但石英加速度计均为单轴敏感器件，使用时需要将三个石英加速度计沿着笛卡尔坐标系布置，用于测量飞航系统的加速度变化量，安装时首先将三个石英加速度计安装在台体工装之上，再将台体安装在惯性导航系统之中。

如图1是目前常见的石英挠性加速度计，主要由表芯03、表壳04和伺服电路02组成，表芯03与表壳04之间灌胶固定，伺服电路02与表壳04通过焊接实现电气连接，表芯接线柱05和整表接线柱01用于外接。该类加速度计只能测量单一方向的加速度，若将三个石英挠性加速度计安装在一起用于测量三个方向的加速度，需要依靠过渡台体进行安装，将造成安装精度差、重量大和体积大的问题，同时测量标定过程繁琐。

由于表芯03与表壳04之间灌胶固定，若需要更换表芯03，拆卸困难且耗时长。且可维修性较差。如图2，目前的单轴加速度计表芯03与伺服电路02之间通过焊接的方式实现电气连接，伺服电路02上设有两个伺服电路焊盘06，通过五线焊接点07将表芯03的信号引出线焊接于伺服电路焊盘06上，再在伺服电路焊盘06上灌胶，以实现其密封性，造成伺服电路02与表芯03之间的分离难度增大，需要毁坏伺服电路02才能完成拆除。

发明内容

本发明的主要目的在于解决现有技术中石英挠性加速度计只能单向测量且拆卸维修困难，若要实现三向测量，需要将三个加速度计通过过渡台体安装在一起，造成精度差、重量大、体积大、测量标定过程繁琐的技术问题，通过提供一种三轴加速度计。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种三轴加速度计，包括表芯、伺服电路和壳体，其特殊之处在于，所述壳体包括一个横向部分和一个纵向部分，所述纵向部分的一端位于横向部分的一侧，两者之间形成一个T字型的结构；

所述横向部分内安装有两个表芯，一个表芯的输出端朝向横向部分的上侧，另一个表芯的输出端朝向横向部分的端部侧面；壳体的纵向部分内安装有一个表芯，该表芯的输出端朝向纵向部分另一端的端部侧面；三个表芯相互独立设置；

所述伺服电路插接于表芯的输出端，与表芯电气连接；伺服电路与壳体的外表面平齐；伺服电路的外侧设有用于外接的接线柱。

进一步地，三个表芯均螺纹连接于壳体内。

进一步地，所述壳体横向部分后侧底面的四个边角处均设有限位凸台，在四个限位凸台之间形成与待安装面匹配的限位槽；

所述壳体的纵向部分下底面两侧均设有第一定位安装座。

进一步地，所述壳体的横向部分后侧底面开设有安装槽，所述安装槽从横向部分的上底面中心延伸至下底面中心，安装槽位于下底面中心处设有第二定位安装座。

进一步地，所述安装槽上部的横截面小于下部的横截面。

进一步地，所述表芯的顶部设有插接孔或插接针，若为插接孔，则所述伺服电路的下表面设置相应的插接针；若为插接针，则所述伺服电路的下表面设置相应的插接孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的三轴加速度计将核心部件表芯共三个安装于同一壳体内，三个表芯的布置方向，使该三轴加速度计能够用于检测相互垂直的三个方向的加速度。不仅可以降低三个单轴加速度计的表壳重量，实现小型化，而且通过合理布局使布局更加紧凑，结构力学性能稳定。另外，伺服电路与表芯采用插接的方式实现电气连接，易于拆卸，便于维修。

2.本发明的表芯螺纹连接于壳体内，若表芯需要更换，易于从表壳内拆卸。

3.本发明通过设置限位凸台，利用限位槽与待安装面配合，保证了安装精度。

4.本发明开设的安装槽，节约了底面安装面积，另外，操作人员可以使用安装工具在第二定位安装座上操作，便于安装。

5.本发明安装槽的上部横截面较小，避免对伺服电路的空间干扰，进一步保证了加速度计的小型化。

附图说明

图1为背景技术中石英挠性加速度计的结构示意图；

图2为背景技术中表芯和伺服电路的连接结构示意图。

图1和图2中：01-整表接线柱、02-伺服电路、03-表芯、04-表壳、05-表芯接线柱、06-伺服电路焊盘、07-五线焊接点。

图3为本发明三轴加速度计实施例的轴测图；

图4为本发明图3的横向剖视图；

图5为本发明实施例中表芯和伺服电路的连接结构示意图；

图6为本发明实施例中壳体的结构示意图；

图7为本发明实施例中安装槽的结构示意图。

图3至图7中：1-壳体、101-横向部分、102-纵向部分、2-表芯、3-伺服电路、4-限位凸台、5-安装槽、6-第一定位安装座、7-第二定位安装座、8-接线柱。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本发明的限制。

如图3和图4，一种三轴加速度计，将石英加速度计的核心部件表芯2安装于T字型的壳体1内，T字型的壳体1包括横向部分101和纵向部分102，纵向部分102位于横向部分101的前侧。横向部分101内安装有两个表芯2，一个表芯2的输出端朝向横向部分101的上侧，另一个表芯2的输出端朝向横向部分101的侧面，壳体1的纵向部分102内安装有一个输出端朝向前侧的表芯2；三个表芯2相互独立设置，三个表芯2检测方向分别指向笛卡尔坐标系的x、y和z方向。

将三个表芯2集中安装于同一壳体1内，集成化设计，可以节约三个单轴加速度计表壳的重量，同时，表芯2结构尺寸较小，可以针对性的减少三轴加速度计的外形尺寸，进而实现小型化与减重的作用；其次，通过合理布局，使得三个表芯2与壳体1之间的质心、几何形心分布科学，采用收缩式的思路，使得三轴加速计的结构更加紧凑。

为了优化加速度计的可维修性，可在表芯2外圆周面的下部设置螺纹，使表芯2螺纹安装于壳体1内，将三轴加速度计设计为可拆卸式的，方便各个表芯2的维修，进而提高整机的生存能能力。与现有的灌胶方式相比，若表芯2功能出现异常，灌胶的的分离耗时较长，分离成本高，本发明的螺纹连接方式易于拆卸。

如图5，伺服电路3插接于表芯2的上表面，与表芯2电气连接，伺服电路3与壳体1的外表面平齐，伺服电路3的外侧设有用于外接的接线柱8。在表芯2的顶部设置插接孔或插接针，若表芯2顶部为插接孔，则伺服电路3的下表面设置相应的插接针；若表芯2顶部设置插接针，则伺服电路3的下表面设置相应的插接孔。插接针与插接孔一一对应连接，约束了表芯2的旋转自由度，不仅便于拆卸，还可对表芯2与壳体1之间的螺纹连接起到“锁死”的作用。

如图6，为了提高三轴加速度计的安装精度，在壳体1横向部分101后侧底面的四个边角处均设置限位凸台4，在四个限位凸台4之间形成与待安装面匹配的限位槽，限位槽与安装面配合，使三个表芯2组成的测量坐标系与被测量物的坐标系自然重合。壳体1的纵向部分102下底面两侧均设有第一定位安装座6，用于安装固定加速度计。

如图7，为了优化三轴加速度计的结构尺寸，节约底面安装面积，通过设计计算，在保证表芯2与伺服电路3安装空间的同时，根据壳体1本身的机构特点，在壳体1横向部分101后侧底面开设安装槽5，安装槽5从横向部分101的上底面中心延伸至下底面中心，安装槽5位于下底面中心处设有第二定位安装座7，既节约了安装尺寸，又可以在安装槽5的底部设置第二定位安装座7，安装人员可以将工具从安装槽5的上部伸入，在第二定位安装座7上进行安装操作，保证安装精度且操作方便。为了在小型化的同时避免安装槽5在空间位置上干扰伺服电路3，安装槽5上部的横截面小于下部的横截面。

本发明通过集成化设计，将三个表芯2集成安装于同一壳体1内，能够采用一个加速度计实现三轴加速度检测。整体重心与几何形心沿壳体1纵向部分底面投影垂直，提高了结构力学稳定性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非对本发明保护范围的限制，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种三轴加速度计，包括表芯(2)、伺服电路(3)和壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)包括一个横向部分(101)和一个纵向部分(102)，所述纵向部分(102)的一端位于横向部分(101)的一侧，两者之间形成一个T字型的结构；

所述横向部分(101)内安装有两个表芯(2)，一个表芯(2)的输出端朝向横向部分(101)的上侧，另一个表芯(2)的输出端朝向横向部分(101)的端部侧面；壳体(1)的纵向部分(102)内安装有一个表芯(2)，该表芯(2)的输出端朝向纵向部分(102)另一端的端部侧面；三个表芯(2)相互独立设置；

所述伺服电路(3)插接于每个表芯(2)的输出端，与表芯(2)电气连接；伺服电路(3)与壳体(1)的外表面平齐；伺服电路(3)的外侧设有用于外接的接线柱(8)。

2.如权利要求1所述一种三轴加速度计，其特征在于：三个表芯(2)均螺纹连接于壳体(1)内。

3.如权利要求1或2所述一种三轴加速度计，其特征在于：

所述壳体(1)横向部分(101)后侧底面的四个边角处均设有限位凸台(4)，在四个限位凸台(4)之间形成与待安装面匹配的限位槽；

所述壳体(1)的纵向部分(102)下底面两侧均设有第一定位安装座(6)。

4.如权利要求3所述一种三轴加速度计，其特征在于：所述壳体(1)的横向部分(101)后侧底面开设有安装槽(5)，所述安装槽(5)从横向部分(101)的上底面中心延伸至下底面中心，安装槽(5)位于下底面中心处设有第二定位安装座(7)。

5.如权利要求4所述一种三轴加速度计，其特征在于：所述安装槽(5)上部的横截面小于下部的横截面。

6.如权利要求5所述一种三轴加速度计，其特征在于：所述表芯(2)的顶部设有插接孔或插接针，若为插接孔，则所述伺服电路(3)的下表面设置相应的插接针；若为插接针，则所述伺服电路(3)的下表面设置相应的插接孔。

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