CN215805595U - 一种加速度传感器的压合机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加速度传感器的压合机构，涉及加速度传感器制造技术领域，包括水平基座、竖直基座、第一伺服电机、旋转平台、转盘、壳体基座、第一压紧气缸、第二压紧气缸、高精度三轴滑台以及芯片基座，第一伺服电机设置于竖直基座内，旋转平台固定于竖直基座的一侧，旋转平台的动力输出端固定有转盘，壳体基座固定于转盘的一侧，第一压紧气缸和第二压紧气缸分别位于壳体基座的两侧，高精度三轴滑台设置于水平基座的上表面，芯片基座设置于高精度三轴滑台的Z轴。通过机械机构实现自动粘结，不再需要手工或半手工粘结，精度高；产品质量不再依赖操作员的操作经验和责任心的问题，可以得到质量稳定的产品。

Description

一种加速度传感器的压合机构

技术领域

本实用新型涉及加速度传感器制造技术领域，具体涉及一种加速度传感器的压合机构。

背景技术

压电式双轴或三轴加速度传感器具有精确度高、频响宽、动态范围大、尺寸小、重量轻、寿命长、易于安装、稳定性好等特点。可以想象芯片内部有一个真空区域，感应器件即处于该区域，其通过惯性力作用引起电压变化，并通过内部的ADC给出量化数值。壳体直接装在检测物体上，最终加速度的测量精度取决于芯片本身的横向灵敏度和芯片与壳体的相对精度。芯片本身的横向灵敏度在芯片制造后就已经确定，芯片与壳体的相对精度决定了加速度传感器最终的产品质量。但是目前加速度传感器芯片和壳体的粘接依然停留在手工或半手工操作，不仅速度慢，而且粘结精度达不到要求。亟需一种方法或设备来提高粘结速度和粘结精度。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种加速度传感器的压合机构，以解决上述的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种加速度传感器的压合机构，包括水平基座、竖直基座、伺服驱动的高精度三轴滑台、伺服驱动的转盘、壳体基座、压紧气缸以及芯片基座，所述竖直基座固定于水平基座的边缘，所述高精度三轴滑台设置于所述水平基座的上表面，所述转盘设置于所述竖直基座的朝向所述高精度三轴滑台的一侧，所述壳体基座和压紧气缸均固定于所述转盘的朝向所述高精度三轴滑台的一侧，所述高精度三轴滑台的三轴分别为相互垂直的X、Y、Z轴，Z轴竖向设置，Y 轴与所述转盘垂直，所述转盘的旋转轴与Y轴平行，所述芯片基座设置于所述高精度三轴滑台的Z轴，所述芯片基座垂直朝向所述转盘设置，所述壳体基座的安装面及芯片基座的安装面均为精磨平面。

进一步地，还包括第一伺服电机和旋转平台，所述第一伺服电机设置于所述竖直基座内，所述旋转平台固定于所述竖直基座的朝向所述高精度三轴滑台的一侧，所述第一伺服电机与所述旋转平台的动力输入端传动连接，所述旋转平台的动力输出端固定有所述转盘，所述旋转平台的定位精度为30弧秒，所述转盘的中心跳动精度为0.002mm。

进一步地，所述压紧气缸包括第一压紧气缸和可90°旋转的第二压紧气缸，所述壳体基座的安装面的一侧设有凸起的限位块，所述第一压紧气缸和第二压紧气缸分别位于所述壳体基座的两侧，所述第一压紧气缸位于未设有限位块的一侧，所述第二压紧气缸位于设有限位块的一侧，所述第一压紧气缸与所述限位块配合使用以将壳体压紧，所述第二压紧气缸与所述壳体基座的安装面配合使用以将壳体压紧。

进一步地，第二压紧气缸的压杆远端设有滚轮。

进一步地，所述高精度三轴滑台包括伺服驱动的X轴滑动部件、Y轴滑动部件以及带力矩反馈的Z轴精密滑台，所述X轴滑动部件设置于所述水平基座的上表面，所述Y轴滑动部件设置于X轴滑动部件的上表面，所述Y轴滑动部件的上表面设有Z轴固定座，所述Z轴精密滑台固定于所述Z轴固定座，且所述Z轴精密滑台朝所述转盘一侧设置。

进一步地，所述Z轴精密滑台的前侧设有固定板，所述固定板的顶部设有带凹槽的基准面，所述芯片基座通过基座压板压和固定在所述固定板的基准面上，所述基座压板通过弹簧柱销固定于所述固定板的顶部。

进一步地，所述水平基座和竖直基座均为采用高刚度材料高精度加工、高精度组装而成的长方体状的空心结构。

本实用新型具有如下优点：

本发明提供了一套快速、高精度机械结构的加速度传感器的压合机构，通过机械机构实现自动粘结，不再需要手工或半手工粘结，精度高，不会因精度达不到要求而重新粘接或者修改尺寸，节省大量时间，大大提高生产效率；产品质量不再依赖操作员的操作经验和责任心的问题，而是依赖压合机构的设计精度、制造精度和使用过程中的动作精度，设计精度在设计时得以保证，制造精度在加工组装时得以保证，动作精度通过伺服驱动的也得以保证，因此，最终可以得到质量稳定的产品。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型具体实施方式提供的一种加速度传感器的压合机构的整体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式提供的加速度传感器的压合机构的局部结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式提供的加速度传感器的压合机构壳体和芯片的安装示意图；

图4为本实用新型具体实施方式提供的加速度传感器的第二压紧气缸的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施方式提供的加速度传感器的高精度三轴滑台的结构示意图。

图6为本实用新型具体实施方式提供的加速度传感器的高精度三轴滑台的X轴滑动部件或Y轴滑动部件的结构示意图。

图中：1-水平基座、2-竖直基座、3-第一伺服电机、4-旋转平台、5-转盘、 6-壳体基座、7-第一压紧气缸、8-第二压紧气缸、9-高精度三轴滑台、10-芯片基座、11-限位块、12-滚轮、13-X轴滑动部件、14-Y轴滑动部件、15-Z轴精密滑台、16-Z轴固定座、17-交叉滚柱导轨、18-底板、19-盖板、20-传感器、 21-第二伺服电机、22-同步带轮、23-同步带、24-丝杠支撑座、25-滚珠丝杠、 26-固定板、27-基座压板、28-弹簧柱销、29-壳体、30-芯片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1-6所示，一种加速度传感器的压合机构，包括水平基座1、竖直基座2、第一伺服电机3、旋转平台4、转盘5、壳体基座6、第一压紧气缸7、第二压紧气缸8、高精度三轴滑台9以及芯片基座10。

水平基座1和竖直基座2均为采用高刚度材料高精度加工、高精度组装而成的长方体状的空心结构。采用高刚度材料高精度加工，稳定性强，避免非正常干扰影响壳体29与芯片30的压合粘接精度。所述竖直基座2固定于水平基座1的边缘，整体上呈“L”形，L的竖边为竖直基座2，L的底边为水平基座 1。750W的第一伺服电机3设置于所述竖直基座2内。所述旋转平台4固定于所述竖直基座2的朝向所述高精度三轴滑台9的一侧，所述第一伺服电机3与所述旋转平台4的动力输入端传动连接，所述旋转平台4的动力输出端固定有所述转盘5；其中，旋转平台4的定位精度可达到30弧秒，重复定位精度可达到10弧秒，转盘5的中心跳动可达到0.002mm，安装面与平台平行度可达到0.002mm。所述壳体基座6固定于所述转盘5的朝向所述高精度三轴滑台 9的一侧，所述壳体基座6的安装面的一侧设有凸起的限位块11。所述第一压紧气缸7和第二压紧气缸8分别位于所述壳体基座6的两侧，其中，第二压紧气缸8的压杆可绕伸缩方向所在轴线90°旋转，在第二压紧气缸8的压杆远端设有滚轮12，气缸压紧过程中，由于存在滚轮12，压杆不会磨损壳体29；所述第一压紧气缸7位于未设有限位块11的一侧，所述第二压紧气缸8位于设有限位块11的一侧，所述第一压紧气缸7与所述限位块11配合使用以将壳体29压紧，所述第二压紧气缸8与所述壳体基座6的安装面配合使用以将壳体29压紧。所述高精度三轴滑台9设置于所述水平基座1的上表面。所述高精度三轴滑台9的三轴分别为相互垂直的X、Y、Z轴，Z轴竖向设置，Y轴与所述转盘5垂直，所述转盘5的旋转轴与Y轴平行。杆状的芯片基座10设置于所述高精度三轴滑台9的Z轴，所述芯片基座10垂直朝向所述转盘5设置，所述壳体基座6的安装面及芯片基座10的安装面均为精磨平面。

本实施例提供了一套快速、高精度机械结构的加速度传感器的压合机构，通过机械机构实现自动粘结，不再需要手工或半手工粘结，精度高，不会因精度达不到要求而重新粘接或者修改尺寸，节省大量时间，大大提高生产效率；产品质量不再依赖操作员的操作经验和责任心的问题，而是依赖压合机构的设计精度、制造精度和使用过程中的动作精度，设计精度在设计时得以保证，制造精度在加工组装时得以保证，动作精度通过伺服驱动的也得以保证，因此，最终可以得到质量稳定的产品。

高精度三轴滑台9可采用现有的结构，不同的是各部件均为高精度加工，且高精度组装，各移动部件均通过伺服电机驱动，由于存在三轴，因此分别用第二伺服电机、第三伺服电机和第四伺服电机驱动。参照图6所示，本实施例的所述高精度三轴滑台9包括伺服驱动的X轴滑动部件13、Y轴滑动部件14 以及Z轴精密滑台15，所述X轴滑动部件13设置于所述水平基座1的上表面，所述Y轴滑动部件14设置于X轴滑动部件13的上表面，所述Y轴滑动部件 14的上表面设有Z轴固定座16，所述Z轴精密滑台15固定于所述Z轴固定座16，且所述Z轴精密滑台15朝所述转盘5一侧设置；其中，X轴滑动部件 13、Y轴滑动部件14的位置可调换，Z轴精密滑台15带有力矩反馈功能，可以精确显示压合力，精度等级0.001N。X轴滑动部件13与Y轴滑动部件14 结构可不同，也可相同，例如均主要由交叉滚柱导轨17、底板18、盖板19、传感器20、100W的第二伺服电机21或第三伺服电机或第四伺服电机、同步带轮22、同步带23、丝杠支撑座24和滚珠丝杠25等构成，采用交叉滚柱导轨座导向，滑动直线度可达到0.003mm，具体结构可参照图6或现有技术。芯片基座10的安装面为精磨平面可保证从稳定地吸附住芯片30，所述Z轴精密滑台15的前侧设有固定板26，所述固定板26的顶部设有带凹槽的基准面，所述芯片基座10通过基座压板27压和固定在所述固定板26的基准面上，所述基座压板27通过弹簧柱销28固定于所述固定板26的顶部，从而保证壳体 29和芯片30吸附夹紧后贴合面平行。

使用时，把壳体29放在壳体基座6上，第二压紧气缸8的压杆转动90°，先对壳体29低压压紧，然后第一压紧气缸7高压压紧，最后第二压紧气缸8 由低压压紧切换成高压压紧；将芯片30放在芯片基座10上，真空吸附，通过高精度三轴滑台9移动使芯片30靠壳体基座6上基准边，对芯片30进行整形；在芯片30上表面涂胶，通过高精度三轴滑台9移动使壳体29与芯片30贴合，保证贴合动作一段时间等待胶固化；完成一面粘接后，高精度三轴滑台9退出，旋转平台4旋转90°进行下一面的粘接，直到按要求所有芯片30粘接完成后，取下粘接完成的芯片30。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种加速度传感器的压合机构，其特征在于，包括水平基座、竖直基座、伺服驱动的高精度三轴滑台、伺服驱动的转盘、壳体基座、压紧气缸以及芯片基座，所述竖直基座固定于水平基座的边缘，所述高精度三轴滑台设置于所述水平基座的上表面，所述转盘设置于所述竖直基座的朝向所述高精度三轴滑台的一侧，所述壳体基座和压紧气缸均固定于所述转盘的朝向所述高精度三轴滑台的一侧，所述高精度三轴滑台的Z轴竖向设置，所述高精度三轴滑台的Y轴与所述转盘垂直，所述转盘的旋转轴与Y轴平行，所述芯片基座设置于所述高精度三轴滑台的Z轴，所述芯片基座垂直朝向所述转盘设置，所述壳体基座的安装面及芯片基座的安装面均为精磨平面。

2.根据权利要求1所述的加速度传感器的压合机构，其特征在于，还包括第一伺服电机和旋转平台，所述第一伺服电机设置于所述竖直基座内，所述旋转平台固定于所述竖直基座的朝向所述高精度三轴滑台的一侧，所述第一伺服电机与所述旋转平台的动力输入端传动连接，所述旋转平台的动力输出端固定有所述转盘，所述旋转平台的定位精度为30弧秒，所述转盘的中心跳动精度为0.002mm。

3.根据权利要求1所述的加速度传感器的压合机构，其特征在于，所述压紧气缸包括第一压紧气缸和可90°旋转的第二压紧气缸，所述壳体基座的安装面的一侧设有凸起的限位块，所述第一压紧气缸和第二压紧气缸分别位于所述壳体基座的两侧，所述第一压紧气缸位于未设有限位块的一侧，所述第二压紧气缸位于设有限位块的一侧，所述第一压紧气缸与所述限位块配合使用以将壳体压紧，所述第二压紧气缸与所述壳体基座的安装面配合使用以将壳体压紧。

4.根据权利要求3所述的加速度传感器的压合机构，其特征在于，第二压紧气缸的压杆远端设有滚轮。

5.根据权利要求1所述的加速度传感器的压合机构，其特征在于，所述高精度三轴滑台包括伺服驱动的X轴滑动部件、Y轴滑动部件以及带力矩反馈的Z轴精密滑台，所述X轴滑动部件设置于所述水平基座的上表面，所述Y轴滑动部件设置于X轴滑动部件的上表面，所述Y轴滑动部件的上表面设有Z轴固定座，所述Z轴精密滑台固定于所述Z轴固定座，且所述Z轴精密滑台朝所述转盘一侧设置。

6.根据权利要求5所述的加速度传感器的压合机构，其特征在于，所述Z轴精密滑台的前侧设有固定板，所述固定板的顶部设有带凹槽的基准面，所述芯片基座通过基座压板压和固定在所述固定板的基准面上，所述基座压板通过弹簧柱销固定于所述固定板的顶部。

7.根据权利要求1所述的加速度传感器的压合机构，其特征在于，所述水平基座和竖直基座均为采用高刚度材料高精度加工、高精度组装而成的长方体状的空心结构。

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