CN2777495Y - 微惯性测量组合 - Google Patents

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李永红
高松山
黄庆禄
邓海棠
王晋鑫
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Abstract

微惯性测量组合，由一个长方体形的结构体及罩在其表面的外壳组成，3轴正交加速度传感器、3轴正交角速度传感器、线性电源、接插件、DC/DC组合体、CPU组合模块分别安装在设置在结构体上的独立腔体中，通过腔体间的线槽用电缆连接。本实用新型体积小，加工精度高，两类传感器同轴装配，保证微传感器正交于同一点，避免了元件间的交叉耦合干扰；功能模块分别安装在独立分布的腔体中，电磁屏蔽效果好，系统输出精度高。

Description

微惯性测量组合
所属技术领域
本实用新型涉及一种惯性测量组合，特别是涉及一种飞行器姿态、位置等参数测量与导航控制系统的微惯性测量组合，属于测控技术应用领域。
背景技术
微机电系统是在微电子技术的基础上发展起来的，利用硅微加工、电镀模板复制(LIGA)和精密机械加工等多种微加工技术，并应用现代信息技术构成的集微型机构、微型传感器、微型执行器及信号处理和控制电路、直至接口、通讯和电源等于一体的智能微型器件或系统。在航天发展史上，产品小型化、微型化的关键是各种仪器和设备的微型化。80年代以来，美、俄、德、法等国科学家相继开发成功微型硅陀螺和微型硅加速度传感器等微型惯性仪表和惯性测量组合，研制出既有承载、保护仪器设备作用，又具有传输电能、信息和热控制功能的多功能结构，实现了无线连接，开发成功微型机电系统和光机电系统。
利用上述技术研制的惯性测量组合，由于壳体机械加工时的偏差，电路板安装时的人为误差等等，会影响惯性测量组合中安装的微传感器的绝对正交性，使各个元件之间产生交叉耦合干扰；同时，传统的框架式结构屏蔽效果不好，引起系统输出精度难于提高。因此，在进行设计、加工的不同环节时，保证惯性测量组合壳体的精确性十分重要。另外，现在的各种应用载体要求惯性测量组合的体积、重量等各方面物理指标越来越苛刻，要求载体有效负荷量提高，系统尽可能减小体积、减轻重量。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种体积小，精度高，电磁屏蔽效果好，成本低的微惯性测量组合。
本实用新型的微惯性测量组合是由一个长方体形的结构体及罩在其表面上的外壳组成，在结构体上彼此相邻的三个表面上各设置有一个传感器腔体，并在结构体的其它位置处独立设置有线性电源腔体、接插件腔体、DC/DC组合体腔体和CPU组合模块腔体，分别安装线性电源、接插件、DC/DC组合体和CPU组合模块，各个腔体之间设置有用于放置连接电缆的线槽。
在微惯性测量组合的每个传感器腔体内，均安装有1个陀螺板和2个微传感器，2个微传感器分别为加速度传感器和角速度传感器，6个微传感器正交于同一点。
除位于结构体底面上的传感器腔体用底盖板封闭外，结构体上的其余腔体均由外壳封闭。在外壳上位于接插件腔体的位置处固定有接插件，并与接插件腔体连接。
本实用新型的微惯性测量组合集微电子机械系统(MEMS)、传感器、高精度数字化数据采集与存储、处理及结构设计等技术为一体，能够对各种空间飞行器的飞行过程姿态及时间位置参数进行测试，解算出飞行器姿态与轨迹。
本实用新型的微惯性测量组合中，3轴正交加速度传感器与3轴正交角速度传感器两类传感器同轴装配，结构体机械加工的高加工精度，保证六个微传感器绝对正交于同一点，避免了各个元件之间产生的交叉耦合干扰。
在本实用新型中，结构体上的腔体独立分布，具有电磁屏蔽功能与恒温措施，微惯性测量组合中的各功能模块分别安装在各自的腔体内，电磁屏蔽效果好，使系统的输出精度提高。
本实用新型的微惯性测量组合具有超小的体积，仅为81mm×58mm×92mm，主要用于飞行器的导航控制及测试。
附图说明
图1是本实用新型微惯性测量组合的结构示意图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
图1是微惯性测量组合的一种结构形式。其结构体1为一长方体形，在结构体1上彼此相邻的三个表面上各设置有一个传感器腔体4、5、6，每个传感器腔体内均安装有1个陀螺板和加速度传感器与角速度传感器2个微传感器，两类传感器按照3轴正交同轴装配，保证6个微传感器正交于同一点。
在结构体1的其它位置处独立设置有线性电源腔体7、接插件腔体9、DC/DC组合体腔体10和CPU组合模块腔体11，线性电源腔体7用于安装系统电源，接插件腔体9作为电源输入和信号输出腔体，DC/DC组合体腔体10用于安装DC/DC组合体，CPU组合模块腔体11用于安装CPU组合模块。在各个腔体之间设置有线槽12，连接电缆通过线槽12将各模块与微传感器之间连接起来，使整个测量组合有序工作。
位于结构体1底面上的传感器腔体5用底盖板3封闭，其余腔体全部由罩在结构体1表面上的外壳2封闭。
接插件8固定在外壳2上位于接插件腔体9的位置处，并与接插件腔体9车接。

Claims (5)

1、一种微惯性测量组合，由一个长方体形的结构体及罩在其表面上的外壳组成，结构体内安装有传感器、线性电源、接插件、DC/DC组合体和CPU组合模块，其特征是在结构体上彼此相邻的三个表面上各设置有一个传感器腔体，并在结构体的其它位置处独立设置有线性电源腔体、接插件腔体、DC/DC组合体腔体和CPU组合模块腔体，各个腔体之间设置有用于放置连接电缆的线槽。
2、根据权利要求1所述的微惯性测量组合，其特征是在每个传感器腔体内均安装有1个陀螺板和2个微传感器，6个微传感器正交于同一点。
3、根据权利要求1所述的微惯性测量组合，其特征是每个传感器腔体内安装的2个微传感器分别为加速度传感器和角速度传感器。
4、根据权利要求1所述的微惯性测量组合，其特征是位于结构体底面上的传感器腔体用底盖板封闭。
5、根据权利要求1所述的微惯性测量组合，其特征是在外壳上位于接插件腔体的位置处固定有接插件，并与接插件腔体连接。
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