CN111707250A - 一种石英音叉陀螺减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种石英音叉陀螺减振装置，石英音叉(103)、组合梁(301)、膜状结构(302)以及管壳(303)。组合梁(301)包含四个呈空间S形分布弹性梁(311)，外侧与膜状结构(302)固定，内侧与石英音叉中心锚点(104)相连，膜状结构(302)的下部为用于提供稳定封闭环境的管壳(303)。膜状结构(302)整体呈长方形，在与驱动叉指(105)和所述检测叉指(106)对应处开有豁口(320)。在不增大体积的条件下，能够有效隔离和衰减外界振动、冲击等力学输入，抑制应力。

Description

一种石英音叉陀螺减振装置
技术领域
本发明属于减振技术领域，具体涉及一种用于石英音叉陀螺敏感结构的减振装置。
背景技术
石英音叉陀螺基于压电效应和哥氏振动原理，具有成本低、体积小、重量轻、功耗低等突出优点。实际使用中，为对外界振动、冲击输入进行衰减，提供力学环境适应性，通常需要对陀螺进行减振防护。一种常见的减振如图1所示，采用四个分立式圆柱形减振器101对石英音叉陀螺的表头102(内部含有敏感元件——石英音叉)进行防护，从而对外界振动、冲击进行抑制和过滤，另一种常见的减振如图2所示，采用通过注塑或者金属模压的方式形成的一体化减振器201对陀螺表头102进行防护。
上述减振方式均为外置减振方式，一般需要占用较大的额外空间，不利于发挥石英音叉陀螺体积小、集成度高等优势。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供了一种用于石英音叉陀螺内减振装置，在不增大体积的条件下，能够有效隔离和衰减外界振动、冲击等力学输入，抑制应力。
本发明一种石英音叉陀螺减振装置的技术方案为：石英音叉陀螺的表头102内含石英音叉103，所述石英音叉103整体呈H形，中心长方形区域为锚点104，两侧分别为驱动叉指105和检测叉指106，其特征在于，所述表头102内置弹性支撑结构，所述弹性支撑结构一方面对石英音叉103实现机械支撑，另一方面隔离和衰减外界振动、冲击。
进一步地，所述弹性支撑结构包括组合梁301、膜状结构302以及管壳303；
所述组合梁301包含四个呈S形分布弹性梁311，外侧与膜状结构302固定，内侧与石英音叉中心锚点104相连，膜状结构302的下部为用于提供封闭环境的管壳303。
进一步地，所述膜状结构302整体呈长方形，在与所述驱动叉指105和所述检测叉指106对应处开有豁口320。
进一步地，组合梁301和膜状结构302的材料采用金属或树脂。
进一步地，通过调整组合梁的截面、长度等参数对支撑频率进行调节，所述支撑频率为2kHz～3kHz。
本发明的有益效果是：在不增大体积的条件下，通过内置弹性梁结构能够有效隔离和衰减外界振动、冲击等力学输入，抑制应力等，提升陀螺的力学环境适应性。
附图说明
图1是石英音叉陀螺表头分立式减振示意图；
图2是石英音叉陀螺表头一体化减振示意图；
图3是本发明石英音叉陀螺减振装置示意图；
图4是内减振主视图；
图5是组合梁局部图；
图6是组合梁与石英音叉互连示意图。
图中：101.分立式圆柱形减振器，102.表头，103.石英音叉，104.锚点，105.驱动叉指，106.检测叉指，201.一体化减振器，301.组合梁，302.膜状结构，303.管壳，311.弹性梁，320.豁口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
为克服现有技术的缺陷，本发明采用内置减振方式。
石英音叉陀螺的表头102内含石英音叉103，石英音叉103整体呈H形，中心长方形区域为锚点104，两侧分别为驱动叉指105和检测叉指106。本发明通过在表头102内置弹性支撑结构，一方面实现了石英音叉103的机械支撑，同时通过弹性支撑结构能够有效隔离和衰减外界振动、冲击等力学输入，抑制应力等，在不增大体积的条件下，提升陀螺的力学环境适应性。
如图3和图4所示，用于MEMS惯性仪表的内减振由石英音叉103(被减振对象)、组合梁301、膜状结构302、管壳303等组成。
其中，被减振对象石英音叉103整体呈H形，中心长方形区域为锚点104。两侧分别为驱动叉指105和检测叉指106。
如图5和图6所示，组合梁301包含四个呈S形分布的弹性梁311，弹性梁311的外侧与膜状结构302可通过胶接或者焊接的方式固连。弹性梁311的内侧与石英音叉中心锚点104相连，可通过胶接或者焊接等方式。可通过调整组合梁的截面、长度等参数对支撑频率进行调节，一种典型的支撑频率为2kHz～3kHz。
膜状结构302整体呈长方形，驱动叉指105和检测叉指106对应处开有豁口320，组合梁301和膜状结构302的材料可以是金属或树脂等。
膜状结构302的下部为管壳303，用于为石英音叉、组合梁和膜状结构提供稳定的封闭环境，膜状结构302与管壳303对应位置可通过胶接或者焊接等方式固连。
上述具体实施方式仅限于解释和说明本发明的技术方案，但并不能构成对权利要求保护范围的限定。本领域技术人员应当清楚，在本发明的技术方案的基础上做任何简单的变形或替换而得到的新的技术方案，均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种石英音叉陀螺减振装置，石英音叉陀螺的表头(102)内含石英音叉(103)，所述石英音叉(103)整体呈H形，中心长方形区域为锚点(104)，两侧分别为驱动叉指(105)和检测叉指(106)，其特征在于，所述表头(102)内置弹性支撑结构，所述弹性支撑结构一方面对石英音叉(103)实现机械支撑，另一方面隔离和衰减外界振动、冲击。
2.根据权利要求1所述的一种石英音叉陀螺减振装置，其特征在于，所述弹性支撑结构包括组合梁(301)、膜状结构(302)以及管壳(303)；
所述组合梁(301)包含四个呈S形分布弹性梁(311)，外侧与膜状结构(302)固定，内侧与石英音叉中心锚点(104)相连，膜状结构(302)的下部为用于提供封闭环境的管壳(303)。
3.根据权利要求2所述的一种石英音叉陀螺减振装置，其特征在于，所述膜状结构(302)整体呈长方形，在与所述驱动叉指(105)和所述检测叉指(106)对应处开有豁口(320)。
4.根据权利要求2所述的一种石英音叉陀螺减振装置，其特征在于，组合梁(301)和膜状结构(302)的材料采用金属或树脂。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种石英音叉陀螺减振装置，其特征在于，通过调整组合梁的截面、长度等参数对支撑频率进行调节，所述支撑频率为2kHz～3kHz。
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