CN203455010U - 芯片式微陀螺的减振测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯片式微陀螺的减振测试装置，包括胶盒、胶盖、减振胶、质量块和基板，其中胶盒通过其底部设置的安装孔固定于振动台上，胶盒腔体内壁设有环绕内壁的第一凸台，质量块外壁中间位置设有环绕外壁的第二凸台，减振胶上设有与第二凸台相配合的装配凹槽，质量块和减振胶装配后置于胶盒腔体内的第一凸台上，胶盖中间开孔且与胶盒配套设置，质量块从胶盖中间孔中穿过，胶盖内表面沿开孔边沿设有第三凸台且第三凸台压置于减振胶上，质量块的顶部固定设置基板，基板的上表面设有两个第四凸块用于固定芯片式微陀螺。本实用新型芯片式微陀螺的减振测试装置结构简单、安装方便、频率可调，能够满足批量生产。

Description

芯片式微陀螺的减振测试装置

技术领域

本实用新型涉及振动测试技术领域，特别是一种芯片式微陀螺的减振测试装置。

背景技术

芯片式微陀螺是典型的MEMS惯性传感器，其传感器结构利用微电子加工工艺制备，测控电路采用ASIC制备，结构芯片和电路芯片封装在同一个管壳内，具有体积小、重量轻、价格便宜、能大批量生产等优点，在军民两方面都具有广泛的应用前景。在民用方面，主要用于汽车工业、工业监控及消费类产品和机器人技术，如气囊、防抱死系统、偏航速率传感器、翻滚速率传感器、图象稳定及玩具等等；在军用领域，主要用于灵巧炸弹、智能炮弹、战术导弹、新概念武器和微型飞机的自主导航制导系统等。

芯片式微陀螺的工作环境往往比较恶劣，受到振动、冲击、温度等作用。无论是陀螺单独使用还是与加速度计组成微惯性测量系统，都需要进行减振设计。因此，芯片式微陀螺在研制和生产过程中需要进行振动试验，评估减振后的芯片式微陀螺在振动环境中的性能。目前芯片式微陀螺的减振测试机构安装复杂、操作繁琐、不易加工，且减振系统谐振频率不易调节，不能满足批量生产和微陀螺实时应用的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装方便、频率可调的芯片式微陀螺的减振测试装置。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种芯片式微陀螺减振测试装置，包括胶盒、胶盖、减振胶、质量块和基板，其中胶盒通过其底部设置的安装孔固定于振动台上，胶盒腔体内壁设有环绕内壁的第一凸台，质量块外壁中间位置设有环绕外壁的第二凸台，减振胶上设有与第二凸台相配合的装配凹槽，质量块和减振胶装配后置于胶盒腔体内的第一凸台上，胶盖中间开孔且与胶盒配套设置，质量块从胶盖中间孔中穿过，胶盖内表面沿开孔边沿设有第三凸台且第三凸台压置于减振胶上，质量块的顶部固定设置基板，基板的上表面设有两个第四凸块用于固定芯片式微陀螺。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：（1）芯片式微陀螺减振测试装置结构简单，易于加工和装配；（2）质量块可选择不同的材料，获得不同的质量特性，因此减振测试装置的谐振频率易调节；（3）减振胶材料为橡胶弹性阻尼材料，结构形式简单，易于制备；（4）芯片式微陀螺安装到减振测试装置简单、方便，满足批量生产要求；（5）改变基板尺寸或基板上螺纹孔位置，可安装不同尺寸的芯片式微陀螺，减振测试装置的兼容性好。

附图说明

图1是本实用新型芯片式微陀螺的减振测试装置的总体结构剖视图。

图2是本实用新型装置中胶盒的俯视图。

图3是本实用新型装置中胶盖的结构示意图，其中(a)为俯视图，(b)为剖视图。

图4是本实用新型装置中减振胶的结构示意图，其中(a)为环形减振胶的俯视图，(b)为L型减振胶的俯视图，(c)为减振胶的剖视图。

图5是本实用新型装置中质量块的结构示意图，其中(a)为主视图，(b)为俯视图。

图6是本实用新型装置中基板的结构示意图，其中(a)为俯视图，(b)为左视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

结合图1，本实用新型芯片式微陀螺的减振测试装置，用来进行芯片式微陀螺的减振测试，该装置包括胶盒1、胶盖2、减振胶3、质量块4和基板5，其中胶盒1通过其底部设置的安装孔12固定于振动台上，胶盒1腔体内壁设有环绕内壁的第一凸台11，质量块4外壁中间位置设有环绕外壁的第二凸台41，减振胶3上设有与第二凸台41相配合的装配凹槽，质量块4和减振胶3装配后置于胶盒1腔体内的第一凸台11上，胶盖2中间开孔且与胶盒1配套设置，质量块4从胶盖2中间孔中穿过，胶盖2内表面沿开孔边沿设有第三凸台21且第三凸台21压置于减振胶3上，质量块4的顶部固定设置基板5，基板5的上表面设有两个第四凸块51用于固定芯片式微陀螺。

结合图2～3，胶盒1为顶部开口的长方体，腔体壁上有四个螺纹孔，用于连接胶盒1和胶盖2，胶盖2通过螺钉固定于胶盒1顶部的开口上。胶盒1底面有三个安装孔12，用于将减振测试装置固定在振动台上。胶盖2为中间开孔的矩形平板，孔的尺寸大于质量块4的尺寸，胶盖2内表面的第三凸台21压置于减振胶3上，达到固定减振胶3和质量块4的目的。

结合图4，减振胶3为环形结构环绕质量块4中第二凸台41一周，或者为L型结构设置于质量块4中第二凸台41的四个拐角。

结合图5，质量块4为柱体结构，质量块4的上表面有螺纹孔，基板5通过螺钉固定在质量块4的顶部；质量块4可选用不同密度的材料加工，如铝、铁或铜，则减振测试装置的谐振频率易于调节。减振胶3直接安装在质量块4上的凸台41，或采用粘接剂将减振胶3粘接在质量块4上的凸台41，减振胶3的材料为橡胶弹性阻尼，具有良好的弹性和阻尼特性。

结合图6，基板5上的通孔螺钉连接在质量块4上，基板5上表面的两个第四凸块51关于基板5的上表面中心平行对称，并且每个第四凸台51上设有两个螺纹孔，用于安装芯片式微陀螺。改变基板5尺寸或基板5上螺纹孔位置，可安装不同尺寸的芯片式微陀螺，减振测试装置的兼容性好。

本实用新型的芯片式微陀螺减振测试装置用于芯片式微陀螺减振试验，减振胶具有阻尼特性和刚度特性，设减振胶的阻尼系数为c_iso，刚度系数为k_iso，质量块和基板的总质量为m_iso，芯片式微陀螺的质量为m_G，则芯片式微陀螺减振测试装置的谐振频率f_iso为：

$f_{\mathrm{iso}}=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{k_{\mathrm{iso}}}{m_{\mathrm{iso}}+m_G}}$

减振测试装置对振动的衰减系数T为：

$T=\frac{\sqrt{1+{\left(2\mathrm{\ζ}\frac{f_v}{f_{\mathrm{iso}}}\right)}^2}}{\sqrt{{(1-{\left(\frac{f_v}{f_{\mathrm{iso}}}\right)}^2)}^2+{\left(2\mathrm{\ζ}\frac{f_v}{f_{\mathrm{iso}}}\right)}^2}}$

式中，f_v为振动载荷的频率，

为减振测试装置的阻尼比。

综上所述，本实用新型芯片式微陀螺的减振测试装置结构简单，易于加工和装配，谐振频率易调节，能够满足批量生产要求，并且可安装不同尺寸的芯片式微陀螺，减振测试装置的兼容性好。

Claims (7)

1.一种芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：包括胶盒（1）、胶盖（2）、减振胶（3）、质量块（4）和基板（5），其中胶盒（1）通过其底部设置的安装孔（12）固定于振动台上，胶盒（1）腔体内壁设有环绕内壁的第一凸台（11），质量块（4）外壁中间位置设有环绕外壁的第二凸台（41），减振胶（3）上设有与第二凸台（41）相配合的装配凹槽，质量块（4）和减振胶（3）装配后置于胶盒（1）腔体内的第一凸台（11）上，胶盖（2）中间开孔且与胶盒（1）配套设置，质量块（4）从胶盖（2）中间孔中穿过，胶盖（2）内表面沿开孔边沿设有第三凸台（21）且第三凸台（21）压置于减振胶（3）上，质量块（4）的顶部固定设置基板（5），基板（5）的上表面设有两个第四凸块（51）用于固定芯片式微陀螺。 

2.根据权利要求1所述的芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：所述胶盒（1）为顶部开口的长方体，胶盖（2）通过螺钉固定于胶盒（1）顶部的开口上。 

3.根据权利要求1所述的芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：所述基板（5）通过螺钉固定在质量块（4）的顶部。 

4.根据权利要求1所述的芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：所述基板（5）上表面的两个第四凸块（51）关于基板（5）的上表面中心平行对称，并且每个第四凸台（51）上设有两个螺纹孔，用于安装芯片式微陀螺。 

5.根据权利要求1所述的芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：减振胶（3）直接安装在质量块（4）上的凸台（41），或采用粘接剂将减振胶（3）粘接在质量块（4）上的凸台（41）。 

6.根据权利要求1所述的芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：质量块（4）的材料为铝、铁或铜。 

7.根据权利要求2所述的芯片式微陀螺的减振测试装置，其特征在于：所述减振胶（3）为环形结构环绕质量块（4）中第二凸台（41）一周，或者为L型结构设置于质量块（4）中第二凸台（41）的四个拐角。 

Images