CN110887973A - 一种加速度计表芯对接结构及对接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于加速度计安装结构及安装方法，为解决现有技术中对接表芯时，对接力无法量化，且容易出现对接力过大和施力不均匀，造成表芯受损或对接不准确的技术问题，提供一种加速度计表芯对接结构及对接方法，对接结构借助第一弹簧，使第一轴向顶杆和第二轴向顶杆之间实现柔性的轴向对接，第一径向调节杆和第二径向调节杆，分别与第一径向推板和第二径向推板相配合对表芯径向对接。对接方法是先通过第一径向调节杆和第二径向调节杆，使第一径向推板和第二径向推板相互靠近，将表芯放置于两个径向推板之间，再对表芯轴向进行定位，再次径向调节，使待安装表芯的质心、第一轴向顶杆和第二轴向顶杆位于同一直线，再灌胶封装完成对接。

Description

一种加速度计表芯对接结构及对接方法

技术领域

本发明属于加速度计安装结构及安装方法，具体涉及一种加速度计表芯对接结构及对接方法。

背景技术

加速度计是利用牛顿第二定律测量加速度的惯性导航期间，被广泛应用于各种飞航系统中，是导航系统的核心部件之一。加速度计的表芯对接是指克服上下力矩器斥力，通过外力将上下力矩器与摆组件精准对接在一起，三者的同轴度需要严格满足技术要求。对接是加速度计装配的关键工序，对接的精准程度直接决定了加速度计的量程以及后续的测试精度。

目前加速度计表芯对接的调平原理如图1所示，将加速度计的表芯01放入对接底座04之中，表芯01的下力矩器02靠近对接底座04的左端面，然后将摆组件05放在上力矩器06之上，然后通过右端的施力螺杆03使下力矩器02靠近左边的摆组件05，当察觉施力螺杆03的推力适当时，填胶固定上力矩器06、下力矩器02和摆组件05，使其形成“三明治”结构。

该工艺的缺陷是无法对施加于表芯01的对接力量化，实际操作中，若对接力过大会造成摆片损伤，严重时甚至会破裂。另外，如图2所示，摆组件05上有三个凸台07，造成摆组件05的形心08与质心不重合，而对接底座04的受力点在表芯01的中心位置，使得三个凸台07的受力不均匀，靠近中心位置的两处凸台07受力较大，远离中心位置的凸台07受力较小。

发明内容

本发明的主要目的是解决现有技术中对接表芯时，对接力无法量化，且容易出现对接力过大和施力不均匀，造成表芯受损或对接不准确的技术问题，提供一种加速度计表芯对接结构及对接方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加速度计表芯对接结构，其特殊之处在于，包括第一轴向顶杆、第二轴向顶杆、第一径向推板、第二径向推板、第一径向调节杆和第二径向调节杆；

所述第一轴向顶杆穿过对接底座的侧壁沿待安装表芯的轴向设置，第一轴向顶杆外套设有第一安装座，所述第一安装座安装于对接底座内，第一安装座与第一轴向顶杆螺纹配合；

所述第二轴向顶杆与第一轴向顶杆同轴设置，第二轴向顶杆通过第二安装座安装于对接底座内；所述第二安装座的前部为前端开口的中空腔体，中空腔体内设有第一弹簧，第二轴向顶杆后端与所述第一弹簧接触，第二轴向顶杆的前端穿过第二安装座的前端开口后向外延伸，第二安装座前端开口的内径小于第二轴向顶杆后端的外径；第二安装座的后部安装于对接底座内；

所述第一径向调节杆和第二径向调节杆均穿过对接底座的侧壁，第一径向调节杆和第二径向调节杆沿待安装表芯的径向相对设置，第一径向调节杆和第二径向调节杆均与对接底座螺纹配合；

所述第一径向推板的上端和第二径向推板的上端均铰接安装于对接底座内，第一径向推板的外侧与第一径向调节杆的端部相对设置，第二径向推板的外侧与第二径向调节杆的端部相对设置。

进一步地，还包括第一径向精调杆和第二径向精调杆；

对接底座内沿竖直方向设有第一滑动空腔和第二滑动空腔；

所述第一安装座安装于第一滑动空腔内，第一安装座与第一滑动空腔的底面之间设有第二弹簧，第一径向精调杆的一端穿入对接底座内与第一安装座的上端相抵，第一径向精调杆与对接底座螺纹配合；

所述第二安装座安装于第二滑动空腔内，第二安装座与第二滑动空腔的底面之间设有第三弹簧，第二径向精调杆的一端穿入对接底座内与第二安装做后部的上端相抵，第二径向精调杆与对接底座螺纹配合。

进一步地，所述第一轴向顶杆位于对接底座内部的端面上设置有压敏陶瓷，对接底座的外部设有与所述压敏陶瓷相连的显示装置。

进一步地，所述第二轴向顶杆朝向第一轴向顶杆的端面为球面状。

一种使用如上所述加速度计表芯对接结构的对接方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

S1，旋转第一径向调节杆和第二径向调节杆，使第一径向调节杆推动第一径向推板向内运动，第二径向调节杆推动第二径向推板向内运动；

S2，将待安装表芯放置于第一径向推板和第二径向推板之间；

S3，旋转第一径向调节杆和第二径向调节杆，通过第一径向推板和第二径向推板调节待安装表芯的径向位置，使待安装表芯的质心、第一轴向顶杆和第二轴向顶杆位于同一直线；

S4，旋转第一轴向顶杆，使第一轴向顶杆和第二轴向顶杆分别与待安装表芯沿轴向的两个端面相抵；

S5，向对接底座灌胶封装；

S6，拆除第一轴向顶杆、第一径向调节杆和第二径向调节杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的加速度计表芯对接结构，借助第一弹簧，使第一轴向顶杆和第二轴向顶杆之间实现柔性的轴向对接，增加了对接精度可调节范围，另外，该柔性对接，使得对待安装表芯轴向施力时，施加力将缓慢增加，不会因施力过猛对待安装表芯造成损伤，也增加了表芯对接的步进精度。通过调节第一径向调节杆和第二径向调节杆，推动第一径向推板和第二径向推板，能推动表芯向上运动，向外调节第一径向调节杆和第二径向调节杆时，第一径向推板和第二径向推板将趋向于竖直状态，表芯能够向下运动，第一径向调节杆和第二径向调节杆能够对表芯实现径向调节。本发明的对接装置结构紧凑，调节精度高，操作便捷。

2.本发明的第一径向精调杆和第二径向精调杆分别与第一安装底座和第二安装底座相抵。向下调节第一径向精调杆和第二径向精调杆时，能够压住第一安装底座和第二安装底座向下；向上调节第一径向精调杆和第二径向精调杆时，在第二弹簧和第三弹簧的作用下，能够带动第一安装底座和第二安装底座向上运动。能够实现对第一轴向顶杆和第二轴向顶杆与表芯接触点的精调，更便于调节。

3.本发明第一轴向顶杆的端面上设置压敏陶瓷，在调节第一轴向顶杆时，压力直接作用在压敏陶瓷的表面，会造成压敏陶瓷变形，利用应变电阻的压阻特性能够将外界压力的变化转化为电阻阻值的变化，再将结果显示于显示装置上。

4.本发明第二轴向顶杆的端面为球形面，将第二轴向顶杆与待安装表芯的接触由现有的面面接触改为点面接触，保证了表芯对接的随动性，保证接触点与表芯几何形心的点对点匹配程度。

5.本发明的加速度计表芯对接方法，先通过第一径向调节杆和第二径向调节杆，使第一径向推板和第二径向推板相互靠近，将待安装表芯放置于两个径向推板之间，再对待安装表芯轴向进行定位，然后再次径向调节，最终使待安装表芯的质心、第一轴向顶杆和第二轴向顶杆位于同一直线，将表芯稳定定位于对接底座内，再灌胶封装完成对接。本发明的对接方法操作便捷，便于推广应用。

附图说明

图1为背景技术中加速度计表芯对接的结构示意图；

图2为背景技术中摆组件的结构示意图。

图1和图2中：01-表芯、02-下力矩器、03-施力螺杆、04-对接底座、05-摆组件、06-上力矩器、07-凸台、08-形心。

图3为本发明实施例一对接待安装表芯的结构示意图；

图4为本发明实施例一和实施例二径向对接待安装表芯的结构示意图；

图5为本发明实施例二对接待安装表芯的结构示意图。

图3至图5中：1-对接底座、2-第一弹簧、3-第一径向推板、4-第二径向推板、5-第一径向调节杆、6-第二径向调节杆、7-第一轴向顶杆、8-第二轴向顶杆、9-第一安装座、10-第二安装座、11-限位凸台、12-待安装表芯、13-第一滑动空腔、14-第二滑动空腔、15-第二弹簧、16-第三弹簧、17-第一径向精调杆、18-第二径向精调杆、19-显示装置、20-压敏陶瓷、21-上力矩器、22-下力矩器、23-石英摆片。

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。

实施例一

如图3和图4所示，一种加速度计表芯对接结构，包括第一轴向顶杆7、第二轴向顶杆8、第一径向推板3、第二径向推板4、第一径向调节杆5和第二径向调节杆6；对接底座1内沿竖直方向设有第一滑动空腔13和第二滑动空腔14。

第一轴向顶杆7穿过对接底座1的侧壁沿待安装表芯12的轴向设置，第一轴向顶杆7外套设有第一安装座9，第一安装座9安装于对接底座1内的第一滑动空腔13内，第一安装座9与第一轴向顶杆7螺纹配合；第二轴向顶杆8与第一轴向顶杆7同轴设置，第二轴向顶杆8通过第二安装座10安装于对接底座1内；第二安装座10的前部为前端开口的中空腔体，中空腔体内设有第一弹簧2，第二轴向顶杆8后端与第一弹簧2接触，第二轴向顶杆8的前端穿过第二安装座10的前端开口后向外延伸，第二安装座10前端开口的内径小于第二轴向顶杆8后端的外径，在第二安装座10的前端开口处形成限位凸台11；第二安装座10的后部安装于对接底座1内；第二轴向顶杆8朝向第一轴向顶杆7的端面为球面状。第一径向调节杆5和第二径向调节杆6均穿过对接底座1的侧壁，第一径向调节杆5和第二径向调节杆6沿待安装表芯12的径向相对设置，第一径向调节杆5和第二径向调节杆6均与对接底座1螺纹配合；第一径向推板3的上端和第二径向推板4的上端均铰接安装于对接底座1内，第一径向推板3的外侧与第一径向调节杆5的端部相对设置，第二径向推板4的外侧与第二径向调节杆6的端部相对设置。

实施例二

如图4和图5所示，一种加速度计表芯对接结构，包括第一轴向顶杆7、第二轴向顶杆8、第一径向推板3、第二径向推板4、第一径向调节杆5和第二径向调节杆6；对接底座1内沿竖直方向设有第一滑动空腔13和第二滑动空腔14。

第一轴向顶杆7穿过对接底座1的侧壁沿待安装表芯12的轴向设置，第一轴向顶杆7外套设有第一安装座9，第一安装座9安装于对接底座1内的第一滑动空腔13内，第一安装座9与第一轴向顶杆7螺纹配合。第一安装座9安装于第一滑动空腔13内，第一安装座9与第一滑动空腔13的底面之间设有第二弹簧15，第一径向精调杆17的一端穿入对接底座1内与第一安装座9的上端相抵，第一径向精调杆17与对接底座1螺纹配合。第一轴向顶杆7位于对接底座1内部的端面上设置有压敏陶瓷20，对接底座1的外部设有与压敏陶瓷相连的显示装置19。

第二轴向顶杆8与第一轴向顶杆7同轴设置，第二轴向顶杆8通过第二安装座10安装于对接底座1内；第二安装座10的前部为前端开口的中空腔体，中空腔体内设有第一弹簧2，第二轴向顶杆8后端与第一弹簧2接触，第二轴向顶杆8的前端穿过第二安装座10的前端开口后向外延伸，第二安装座10前端开口的内径小于第二轴向顶杆8后端的外径，在第二安装座10的前端开口处形成限位凸台11；第二安装座10的后部安装于对接底座1内。第二安装座10安装于第二滑动空腔14内，第二安装座10与第二滑动空腔14的底面之间设有第三弹簧16，第二径向精调杆18的一端穿入对接底座1内与第二安装做10后部的上端相抵，第二径向精调杆18与对接底座1螺纹配合。第二轴向顶杆8朝向第一轴向顶杆7的端面为球面状。

第一径向调节杆5和第二径向调节杆6均穿过对接底座1的侧壁，第一径向调节杆5和第二径向调节杆6沿待安装表芯12的径向相对设置，第一径向调节杆5和第二径向调节杆6均与对接底座1螺纹配合；第一径向推板3的上端和第二径向推板4的上端均铰接安装于对接底座1内，第一径向推板3的外侧与第一径向调节杆5的端部相对设置，第二径向推板4的外侧与第二径向调节杆6的端部相对设置。

由于对接压力是表芯对接的关键参数之一，合适的对接压力在刚好克服上力矩器21和下力矩器22“推挽”对顶斥力的基础之上，留有一定余量。在第一轴向顶杆与待安装表芯12接触的底部“嵌入”压敏陶瓷20。在调节第一轴向顶杆时，压力直接作用在压敏陶瓷20的表面，会造成压敏陶瓷20变形，利用应变电阻的压阻特性将外界压力的变化转化为电阻阻值的变化，通过惠更斯通电桥再转换为电压信号的变化。即，当压敏传感器不受压力时，应变电桥处于平衡状态，在电桥的另外相对电极输出电压为零；当对传感器施加压力时，陶瓷产生形变，使得惠更斯通电桥处于不平衡的状态，其电压输出与压力信号成精密线性关系的电压，电气回路通过解调将压敏陶瓷20的电压转换为电阻，并显示在对接压力显示装置19之上。

针对前述实施例一，在对接底座1内安装表芯的对接方法如下：

S1，旋转第一径向调节杆5和第二径向调节杆6，使第一径向调节杆5推动第一径向推板3向内运动，第二径向调节杆6推动第二径向推板4向内运动；

S2，将待安装表芯12放置于第一径向推板3和第二径向推板4之间；

S3，旋转第一径向调节杆5和第二径向调节杆6，通过第一径向推板3和第二径向推板4调节待安装表芯12的径向位置，使待安装表芯12的质心、第一轴向顶杆7和第二轴向顶杆8位于同一直线；

S4，旋转第一轴向顶杆7，使第一轴向顶杆7和第二轴向顶杆8分别与待安装表芯12沿轴向的两个端面相抵；即第一轴向顶杆7压抵于上力矩器21，第二轴向顶杆8压抵于下力矩器22，将石英摆片23夹持于上力矩器21和下力矩器22之间；

S5，向对接底座1灌胶封装；

S6，拆除第一轴向顶杆7、第一径向调节杆5和第二径向调节杆6。

针对实施例二的对接方法，将S3改为，旋转第一径向调节杆5和第二径向调节杆6，通过第一径向推板3和第二径向推板4调节待安装表芯12的径向位置，完成径向粗调，再旋转第一径向精调杆17和第二径向精调杆18，使第一轴向顶杆7和第二轴向顶杆8分别在第一安装座9和第二安装座10的带动下上下移动，进行精调，更便于使待安装表芯12的质心、第一轴向顶杆7和第二轴向顶杆8位于同一直线。另外，在S6中，还需拆除第一径向精调杆17和第二径向精调杆18。第一径向调节杆5和第二径向调节杆6的进动可以“止推”第一径向推板3和第二径向推板4，通过径向推板的升降来粗调节待安装表芯12的径向位置。通过粗调和精调，使对接接触点与待安装表芯12受力点匹配。

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 (5)

1.一种加速度计表芯对接结构，其特征在于：包括第一轴向顶杆(7)、第二轴向顶杆(8)、第一径向推板(3)、第二径向推板(4)、第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)；

所述第一轴向顶杆(7)穿过对接底座(1)的侧壁沿待安装表芯(12)的轴向设置，第一轴向顶杆(7)外套设有第一安装座(9)，所述第一安装座(9)安装于对接底座(1)内，第一安装座(9)与第一轴向顶杆(7)螺纹配合；

所述第二轴向顶杆(8)与第一轴向顶杆(7)同轴设置，第二轴向顶杆(8)通过第二安装座(10)安装于对接底座(1)内；所述第二安装座(10)的前部为前端开口的中空腔体，中空腔体内设有第一弹簧(2)，第二轴向顶杆(8)后端与所述第一弹簧(2)接触，第二轴向顶杆(8)的前端穿过第二安装座(10)的前端开口后向外延伸，第二安装座(10)前端开口的内径小于第二轴向顶杆(8)后端的外径；第二安装座(10)的后部安装于对接底座(1)内；

所述第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)均穿过对接底座(1)的侧壁，第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)沿待安装表芯(12)的径向相对设置，第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)均与对接底座(1)螺纹配合；

所述第一径向推板(3)的上端和第二径向推板(4)的上端均铰接安装于对接底座(1)内，第一径向推板(3)的外侧与第一径向调节杆(5)的端部相对设置，第二径向推板(4)的外侧与第二径向调节杆(6)的端部相对设置。

2.如权利要求1所述一种加速度计表芯对接结构，其特征在于：还包括第一径向精调杆(17)和第二径向精调杆(18)；

对接底座(1)内沿竖直方向设有第一滑动空腔(13)和第二滑动空腔(14)；

所述第一安装座(9)安装于第一滑动空腔(13)内，第一安装座(9)与第一滑动空腔(13)的底面之间设有第二弹簧(15)，第一径向精调杆(17)的一端穿入对接底座(1)内与第一安装座(9)的上端相抵，第一径向精调杆(17)与对接底座(1)螺纹配合；

所述第二安装座(10)安装于第二滑动空腔(14)内，第二安装座(10)与第二滑动空腔(14)的底面之间设有第三弹簧(16)，第二径向精调杆(18)的一端穿入对接底座(1)内与第二安装做(10)后部的上端相抵，第二径向精调杆(18)与对接底座(1)螺纹配合。

3.如权利要求1或2所述一种加速度计表芯对接结构，其特征在于：所述第一轴向顶杆(7)位于对接底座(1)内部的端面上设置有压敏陶瓷(20)，对接底座(1)的外部设有与所述压敏陶瓷相连的显示装置(19)。

4.如权利要求3所述一种加速度计表芯对接结构，其特征在于：所述第二轴向顶杆(8)朝向第一轴向顶杆(7)的端面为球面状。

5.一种使用权利要求1至4任一所述加速度计表芯对接结构的对接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，旋转第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)，使第一径向调节杆(5)推动第一径向推板(3)向内运动，第二径向调节杆(6)推动第二径向推板(4)向内运动；

S2，将待安装表芯(12)放置于第一径向推板(3)和第二径向推板(4)之间；

S3，旋转第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)，通过第一径向推板(3)和第二径向推板(4)调节待安装表芯(12)的径向位置，使待安装表芯(12)的质心、第一轴向顶杆(7)和第二轴向顶杆(8)位于同一直线；

S4，旋转第一轴向顶杆(7)，使第一轴向顶杆(7)和第二轴向顶杆(8)分别与待安装表芯(12)沿轴向的两个端面相抵；

S5，向对接底座(1)灌胶封装；

S6，拆除第一轴向顶杆(7)、第一径向调节杆(5)和第二径向调节杆(6)。

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