CN112643591A

CN112643591A - 一种用于微型加速度传感器的装配工装

Info

Publication number: CN112643591A
Application number: CN202110035387.4A
Authority: CN
Inventors: 程发斌; 王小龙; 张鹏; 朱昌亚; 韩海军; 陈川; 伍星
Original assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Current assignee: General Engineering Research Institute China Academy of Engineering Physics
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2041-01-12
Also published as: CN112643591B

Abstract

本发明公开了一种用于微型加速度传感器的装配工装，包括多向调节机构、压头、夹具、顶针；压头与多向调节机构的调节端连接；压头的第一端用于与夹具的第一端配合进行加速度传感器的安装；夹具的安装方向与第二方向平行；加速度传感器的零部件定位安放在夹具的第一端上；压头内部形成有用于顶针移动的通道；顶针可移动的置于该通道内，且顶针的第一端与夹具的第一端配合进行加速度传感器的安装。本发明中，夹具可更换，可适用于多种类型的传感器装配；在不更换夹具的情况下，可以实现内外锥环、压电片及定位环的装配，保证装配效率和产品一致性；通过竖直微调平台可以精确控制内外锥环之间轴向装配尺寸，从而有效控制压电片的预紧力。

Description

一种用于微型加速度传感器的装配工装

技术领域

本发明属于加速度传感器技术领域，具体涉及一种用于微型加速度传感器的装配工装。

背景技术

传感器的装配工艺及生产流程对于传感器的性能有着直接影响。对于微型三轴加速度传感器而言，由于零件尺寸小，依靠传统压电片粘胶方式的装配工艺无法满足要求，针对新的传感器结构和工作原理，需要开展新的工艺技术研究，设计新的传感器装配工装。

对于传统的剪切式压电加速度传感器，其装配工艺主要有两类：对于较大尺寸的传感器大部分是采用粘胶方式对压电片进行装配；对于微小尺寸的加速度传感器装配，通常采用形状记忆合金收缩箍紧压电环的方式，需要在高温环境下使记忆合金产生相变，装配工艺相对复杂。

因此急需研发出一种用于微型加速度传感器的装配工装来解决以上问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种用于微型加速度传感器的装配工装。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于微型加速度传感器的装配工装，包括：

至少包括第一方向、第二方向调节的多向调节机构；第一方向和第二方向垂直；

压头；压头与多向调节机构的调节端连接；压头的第一端用于与夹具的第一端配合进行加速度传感器的安装；

夹具；夹具的安装方向与第二方向平行；加速度传感器的零部件定位安放在夹具的第一端上；

顶针；压头内部形成有用于顶针移动的通道；顶针可移动的置于该通道内，且顶针的第一端与夹具的第一端配合进行加速度传感器的安装。

具体地，多向调节机构包括连接件、对压头进行第一方向调节的水平微调平台、对压头进行第二方向调节的竖直微调平台，水平微调平台的移动作用端与竖直微调平台的固定端连接，竖直微调平台的移动作用端与压头连接。

具体地，装配工装还包括：

支撑架；支撑架内部设置有圆柱槽；

铜环；

底座；底座上设置有向上的旋转轴，铜环内壁套装在旋转轴上，铜环外壁与圆柱槽的内壁连接；支撑架通过铜环与底座可转动连接。

具体地，底座上还开设有圆台形凹槽，夹具的第二端形成为圆台型，夹具的第二端放置在圆台形凹槽内。

具体地，装配工装还包括L支架、至少两个的紧定螺钉、固定螺母，L支架的第一端与竖直微调平台的移动作用端连接，L支架的第二端水平设置，L支架的第二端上设置有竖向通孔及水平方向设置的至少两个螺孔，螺孔的一端与竖向通孔连通，螺孔的另一端与L支架的第二端外侧连通，压头的中部设置有外螺纹，固定螺母旋接在压头的中部，固定螺母放置在L支架的第二端上部，压头的下端穿过L支架的第二端的竖向通孔内设置，且至少两个的紧定螺钉旋入螺孔抵紧压头的侧壁。

具体地，紧定螺钉为四个，L支架的第二端上设置有四个螺孔，四个螺孔围绕竖向通孔的轴心线均匀分布。

具体地，装配工装还包括导向螺母、预紧螺钉，压头的上端设置有外螺纹，导向螺母的下端旋接在压头的上端，预紧螺钉旋入导向螺母的上端内部，且用于施加竖向作用力于顶针的顶部。

具体地，顶针的顶部直径大于顶针的其余部分直径，且顶针的顶部直径还大于压头内用于顶针移动的通道的直径。

具体地，压头的第一端端面上设置有向内凹的一阶圆环台阶；夹具的第一端端面上设置有向内凹的二阶圆环台阶，二阶圆环台阶的底部中心处设置有柱状凸起；装配时，定位环套装在柱状凸起上，定位环的上端与顶针抵紧，定位环的下端嵌入夹具的第一阶台阶内，内锥环的下端与夹具的第二阶台阶抵紧，外锥环的下端与夹具第一端端面抵紧，外锥环的上端嵌入压头的第一端的圆环台阶内。

具体地，在底座上还设置有多个装配工位，对应地底座上设置有多个用于支撑架位置固定的螺孔，定位螺钉穿过支撑架与底座旋接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过底座上多个装配工位的设计，可提高装配工作效率和使用范围；

2、夹具可更换，可适用于多种类型的传感器装配；

3、在不更换夹具的情况下，可以实现内外锥环、压电片及定位环的装配，保证装配效率和产品一致性；

4、通过竖直微调平台可以精确控制内外锥环之间轴向装配尺寸，从而有效控制压电片的预紧力；

5、通过多个紧定螺钉的协同配合可以有效调节压头的垂直度；

附图说明

图1为本申请的剖视图；

图2为本申请的俯视图；

图3为加速度传感器芯体部分装配示意图；其中，a为剖视图；b为加速度传感器的装配位置详图；

图4为加速度传感器的结构示意图；

图中：1－夹具；2－传感器组件；21-传感器基座；22-外锥环；23-内锥环；24-剪切压电环；25-定位环；26-中心柱；3—压头；4—顶针；5—紧定螺钉；6—L支架；7—固定螺母；8—导向螺母；9—预紧螺钉；10—竖直微调平台；11—连接件；12—水平微调平台；13—支撑架；14—铜环；15—定位螺钉；16—底座。

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。

本申请可用于如图4所述的一种加速度传感器的装配；图4中示出了传感器基座21、外锥环22、内锥环23、剪切压电环24、定位环25、中心柱26；

本发明提供以下技术方案：

如图1-3所示，一种用于微型加速度传感器的装配工装，包括：

按第一方向、第二方向调节的多向调节机构；第一方向和第二方向垂直；

压头3；压头3与多向调节机构的调节端连接；压头3的第一端用于与夹具1的第一端配合进行加速度传感器的安装；

夹具1；夹具1的安装方向与第二方向平行；加速度传感器的零部件定位安放在夹具1的第一端上；

顶针4；压头3内部形成有用于顶针4移动的通道；顶针4可移动的置于该通道内，且顶针4的第一端与夹具1的第一端配合进行加速度传感器的安装。

如图1所示，多向调节机构包括连接件11、对压头3进行第一方向调节的水平微调平台12、对压头3进行第二方向调节的竖直微调平台10，水平微调平台12的移动作用端与竖直微调平台10的固定端连接，竖直微调平台10的移动作用端与压头3连接。

在一些实施例中连接件11形成为L型板状结构。

如图1所示，装配工装还包括：

支撑架13；支撑架13内部设置有圆柱槽；

铜环14；

底座16；底座16上设置有向上的旋转轴，铜环14内壁套装在旋转轴上，铜环14外壁与圆柱槽的内壁连接；支撑架13通过铜环14与底座16可转动连接。

如图1所示，底座16上还开设有圆台形凹槽，夹具1的第二端形成为圆台型，夹具1的第二端放置在圆台形凹槽内。夹具1设计成可更换式结构，夹具1的第二端形成为圆台型，方便与底座16之间的安装与定位。

如图1、3所示，装配工装还包括L支架6、至少两个的紧定螺钉5、固定螺母7，L支架6的第一端与竖直微调平台10的移动作用端连接，L支架6的第二端水平设置，L支架6的第二端上设置有竖向通孔及水平方向设置的至少两个螺孔，螺孔的一端与竖向通孔连通，螺孔的另一端与L支架6的第二端外侧连通，压头3的中部设置有外螺纹，固定螺母7旋接在压头3的中部，固定螺母7放置在L支架6的第二端上部，压头3的下端穿过L支架6的第二端的竖向通孔内设置，且至少两个的紧定螺钉5旋入螺孔抵紧压头3的侧壁。

在一些实施例中，压头3置于L支架6的第二端的竖向通孔内的部分向四个方向形成凸起，四个凸起形成为十字型结构，对应地，竖向通孔与十字型结构形状相匹配，不影响压头3的放入和拿出；

在一些实施例中，紧定螺钉5为四个，L支架6的第二端上设置有四个螺孔，四个螺孔围绕竖向通孔的轴心线均匀分布。

如图3所示，装配工装还包括导向螺母8、预紧螺钉9，压头3的上端设置有外螺纹，导向螺母8的下端旋接在压头3的上端，预紧螺钉9旋入导向螺母8的上端内部，且用于施加竖向作用力于顶针4的顶部。

如图3所示，顶针4的顶部直径大于顶针4的其余部分直径，且顶针4的顶部直径还大于压头3内用于顶针4移动的通道的直径。

在本实施例中，预紧螺钉9的下端形成为一小凸台结构，方便对顶针4施加垂向力。

如图3所示，压头3的第一端端面上设置有向内凹的一阶圆环台阶；夹具1的第一端端面上设置有向内凹的二阶圆环台阶，二阶圆环台阶的底部中心处设置有柱状凸起；装配时，定位环套装在柱状凸起上，定位环的上端与顶针4抵紧，定位环的下端嵌入夹具1的第一阶台阶内，内锥环的下端与夹具1的第二阶台阶抵紧，外锥环的下端与夹具1第一端端面抵紧，外锥环的上端嵌入压头3的第一端的圆环台阶内。

如图1所示，在底座16上还设置有多个装配工位，对应地底座16上设置有多个用于支撑架13位置固定的螺孔，定位螺钉15穿过支撑架13与底座16旋接。在本实施例中，底座16形成为圆盘结构，旋转轴设置在其上端面的正中心，支撑架13及其上与其连接的部件均绕该旋转轴转动，并沿同一圆弧位置设置多个工位，方便传感器的芯体部分及传感器的总装集成。

工作原理：通过相对于底座16转动支撑架13，将压头3调节到所需要的工位上，拧紧定位螺钉15，更换需要的夹具1，按顺序放置需要装配的传感器组件2，通过水平微调平台12及紧定螺钉5调节压头3的水平位置，通过竖直微调平台10调节压头3的上下位置，还可通过紧定螺钉5调节压头3的垂直度，在实现传感器组件2的装配时，通过预紧螺钉9对顶针4施加向下的力，从而实现传感器组件2的装配，通过更换夹具1和压头3还可以适用于其它类型的传感器装配。

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

1.一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，多向调节机构包括连接件、对压头进行第一方向调节的水平微调平台、对压头进行第二方向调节的竖直微调平台，水平微调平台的移动作用端与竖直微调平台的固定端连接，竖直微调平台的移动作用端与压头连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，装配工装还包括：

支撑架；支撑架内部设置有圆柱槽；

铜环；

4.根据权利要求3所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，底座上还开设有圆台形凹槽，夹具的第二端形成为圆台型，夹具的第二端放置在圆台形凹槽内。

5.根据权利要求2所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，装配工装还包括L支架、至少两个的紧定螺钉、固定螺母，L支架的第一端与竖直微调平台的移动作用端连接，L支架的第二端水平设置，L支架的第二端上设置有竖向通孔及水平方向设置的至少两个螺孔，螺孔的一端与竖向通孔连通，螺孔的另一端与L支架的第二端外侧连通，压头的中部设置有外螺纹，固定螺母旋接在压头的中部，固定螺母放置在L支架的第二端上部，压头的下端穿过L支架的第二端的竖向通孔内设置，且至少两个的紧定螺钉旋入螺孔抵紧压头的侧壁。

6.根据权利要求5所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，紧定螺钉为四个，L支架的第二端上设置有四个螺孔，四个螺孔围绕竖向通孔的轴心线均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，装配工装还包括导向螺母、预紧螺钉，压头的上端设置有外螺纹，导向螺母的下端旋接在压头的上端，预紧螺钉旋入导向螺母的上端内部，且用于施加竖向作用力于顶针的顶部。

8.根据权利要求7所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，顶针的顶部直径大于顶针的其余部分直径，且顶针的顶部直径还大于压头内用于顶针移动的通道的直径。

9.根据权利要求7所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，压头的第一端端面上设置有向内凹的一阶圆环台阶；夹具的第一端端面上设置有向内凹的二阶圆环台阶，二阶圆环台阶的底部中心处设置有柱状凸起；装配时，定位环套装在柱状凸起上，定位环的上端与顶针抵紧，定位环的下端嵌入夹具的第一阶台阶内，内锥环的下端与夹具的第二阶台阶抵紧，外锥环的下端与夹具第一端端面抵紧，外锥环的上端嵌入压头的第一端的圆环台阶内。

10.根据权利要求3所述的一种用于微型加速度传感器的装配工装，其特征在于，在底座上还设置有多个装配工位，对应地底座上设置有多个用于支撑架位置固定的螺孔，定位螺钉穿过支撑架与底座旋接。