CN202229682U - 基于mems的层叠式一体化飞行控制设备 - Google Patents
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Abstract
基于MEMS的层叠式一体化飞行控制设备,包括惯性测量装置和飞行控制装置两部分;惯性测量装置25安装在法兰座24一端,飞行控制装置的信号电缆接入惯性测量装置的插座18,飞行控制装置通过减振装置固定在法兰座24的另一端,封闭罩26罩在惯性测量装置外部并安装在法兰座24上;所述的飞行控制装置由层叠式端部模块19、层叠式中间模块20、层叠式底部模块21组成,层叠式端部模块19、层叠式中间模块20、层叠式底部模块21至上而下通过各模块壳体上的凸台和凹槽构成的咬合接口卡主,并通过螺栓22紧固;封闭盖23安装在上述三个模块间的缺口处;上述三个模块的印制板上安装有接插件,通过接插件进行板间电信号的传送。
Description
技术领域
本实用新型属于制导炸弹飞行控制设备的层叠式模块一体化结构设计技术。
背景技术
目前,国内飞行器的飞行控制系统设备一般由惯性导航、计算、时序控制、接口、配电及电源等多个功能单元组成。传统上,上述一个或几个功能单元构成独立电子设备安装在飞行器内部,每个设备需要独立的支撑结构、防护结构、减振系统以及电缆导线系统和接插件等,且设备之间电信号的传递需要通过电缆,使得现有飞行器的飞行控制系统具有设备多、总体积大、总质量重的特点。制导炸弹属于小型化飞行器,其仪器舱的空间非常有限,因此传统飞行控制系统设备对空间及重量的要求与制导炸弹的小型化要求产生矛盾。
发明内容
本实用新型的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供一种基于MEMS的层叠式一体化飞行控制设备,该设备具有实时测量采集飞行信息和控制飞行轨迹的作用,实现飞行控制系统的一体化、小型化。
本实用新型的技术解决方案是:基于MEMS的层叠式一体化飞行控制设备,包括惯性测量装置和飞行控制装置两部分;惯性测量装置安装在法兰座一端,飞行控制装置的信号电缆接入惯性测量装置的插座,飞行控制装置通过减振装置固定在法兰座的另一端,封闭罩罩在惯性测量装置外部并安装在法兰座上;所述的飞行控制装置由层叠式端部模块、层叠式中间模块、层叠式底部模块组成,层叠式端部模块、层叠式中间模块、层叠式底部模块至上而下通过各模块壳体上的凸台和凹槽构成的咬合接口卡主,并通过螺栓紧固;封闭盖安装在上述三个模块间的缺口处;上述三个模块的印制板上安装有接插件,通过接插件进行板间电信号的传送。
所述的惯性测量装置中由MEMS陀螺仪和MEMS加速度计组成惯组。
本实用新型与现有技术相比有益效果为:
(1)在当前微电子机械系统(MEMS)技术快速发展及功能电路高度集成的背景下,MEMS惯性器件(陀螺、加速度计)具有体积小、抗冲击、可靠性高、寿命长、成本低等特点,已初步应用在航天产品研制中。本发明在基于MEMS惯性器件的基础上,运用整机集成化的设计思想,从结构上将该设备分为惯性测量装置和飞行控制装置两部分。惯性测量装置中安装高度集成的MEMS陀螺仪电路板和MEMS加速度计电路板,实现惯性测量装置的小型化。
(2)本实用新型运用功能模块化的设计思想,采用层叠式圆型模块结构,飞行控制装置中的各功能电路结构上设计为独立的功能模块。各功能模块之间电信号的传递是直接通过安装在电路板上的板间接插件进行的,省去了传统设计中信号连接电缆或母板在飞行控制设备中所占的空间。各功能模块采用结构咬合和螺接的方式进行联接,既保证整机良好的电磁兼容性能,也可方便地拆装,便于调试、维修或更换。飞行控制装置装有减振器,实现飞行控制装置的整体减振及环境防护。
(3)本实用新型首次实现了制导炸弹飞行控制系统设备的层叠式、模块化、一体化和小型化设计。
(4)本实用新型充分利用制导炸弹仪器舱有限的安装空间,显著减小飞行控制系统的仪器数量、总体积及总重量,达到提高有效载荷及射程的目的,并使得飞行控制系统设备的安装、调试、更换和维护等操作十分方便。
附图说明
图1为本实用新型的层叠式中间模块结构图;
图2为本实用新型的层叠式端部模块结构图;
图3为本实用新型的层叠式底部模块结构图;
图4为本实用新型的减振装置结构剖视图;
图5为本实用新型的惯性测量装置结构图;
图6为本实用新型层叠式一体化飞行控制设备的部分结构分解图;
图7为本实用新型层叠式一体化飞行控制设备的外形图。
具体实施方式
如图6、7所示,层叠式一体化飞行控制设备分为飞行控制装置和惯性测量装置两部分。飞行控制装置由层叠式端部模块19、层叠式中间模块20、层叠式底部模块21组成,首先通过壳体上的凸台5和凹槽6构成的咬合接口,将各模块卡住,接着在四角用螺栓22将各模块紧固,然后用螺钉将封闭盖23安装在模块间的缺口处。模块的印制板上安装有接插件,通过接插件进行板间电信号的传送。
整机装配时,先将惯性测量装置25安装在法兰座24上,再将飞行控制计算装置的信号电缆接入惯性测量装置的插座18,然后用螺钉通过减振系统10将飞行控制计算装置固定在法兰座上,最后将封闭罩26用螺钉安装在法兰座上。
如图1所示,层叠式中间模块20包括中间模块壳体1、集成电路板2、模块间信号连接插头3、对外转接插座4、构成模块间咬合接口的凸台5和构成模块间咬合接口的凹槽6;中间模块壳体1为带缺口的圆环形壳体,壳体两端分别设计凸台5和凹槽6;焊接有接插头(信号连接插头3和对外转接插座4)的集成电路板2装入中间模块壳体1,构成层叠式中间模块。
如图2所示,层叠式端部模块19包括凹槽6、端部模块壳体7和对外插座8;端部模块壳体7为侧面带有缺口的圆桶形状,端部模块壳体7的顶端设计凹槽6,将接插头8安装端部模块壳体7底面,构成层叠式端部模块。
如图3所示,层叠式底部模块21包括底部模块壳体9、减振装置10、集成电路板2、模块间信号连接插头3、对外转接插座4、构成模块间咬合接口的凸台5;底部模块壳体9为带缺口的圆环形壳体,壳体两端设计有凸台5、壳体外侧均布减振装置安装台,本例中3个减振装置10安装在底部模块壳体9外侧的安装台上,再将焊接有接插头3和4的集成电路板2装入底部模块壳体9中,构成层叠式底部模块。
如图4所示,减振装置10包括衬套27、T型阻尼圈28、垫圈29;阻尼圈28由橡胶阻尼材料制成,先将两个阻尼圈28从两侧装入底部模块壳体9的安装台上,然后将衬套27穿过阻尼圈28,垫圈29从另一侧穿过衬套27的柱套,并压紧阻尼圈28,最后将衬套27铆接在垫圈29上,构成减振装置。
如图5所示,本实用新型惯性测量装置25包括测量装置的腔体17、集成的MEMS陀螺仪电路板12、集成的MEMS加速度计电路板14、信号电路板16、腔体的封闭盖11、13、15、对外转接插座18;先采用灌胶填充的方法将MEMS陀螺仪电路板12和MEMS加速度计电路板14固定在腔体17中,然后用螺钉将信号电路板16安装在腔体17中,最后将封闭盖11、13、15安装在腔体17的外侧,构成惯性测量装置。
本实用新型中共有5块集成电路板2,分别实现的功能为供电、时序配电、A/D及D/A转换、信号运算处理、GPS定位及导航,惯性测量装置中信号电路板16实现三处功能:惯组器件的温度控制、惯组器件的信号采集及与飞行控制装置的信号通讯。上述集成电路板集成的都是现有飞行控制设备中的常用工程,本领域技术人员根据上述功能能够集成相应的电路板,此部分内容不进行详细说明。
本实用新型未详细说明的部分属于本领域技术人员公知常识。
Claims (2)
1.基于MEMS的层叠式一体化飞行控制设备,其特征在于:包括惯性测量装置和飞行控制装置两部分;惯性测量装置(25)安装在法兰座(24)一端,飞行控制装置的信号电缆接入惯性测量装置的插座(18),飞行控制装置通过减振装置固定在法兰座(24)的另一端,封闭罩(26)罩在惯性测量装置外部并安装在法兰座(24)上;所述的飞行控制装置由层叠式端部模块(19)、层叠式中间模块(20)、层叠式底部模块(21)组成,层叠式端部模块(19)、层叠式中间模块(20)、层叠式底部模块(21)至上而下通过各模块壳体上的凸台和凹槽构成的咬合接口卡主,并通过螺栓(22)紧固;封闭盖(23)安装在上述三个模块间的缺口处;上述三个模块的印制板上安装有接插件,通过接插件进行板间电信号的传送。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS的层叠式一体化飞行控制设备,其特征在于:所述的惯性测量装置(25)中由MEMS陀螺仪和MEMS加速度计组成惯组。
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