一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构的制作方法

本发明属于微惯性测量组件结构设计，涉及一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构。

背景技术：

1、微惯性测量组件采用硅微陀螺和硅微加计传感器测量将载体的运动角速度和加速度。通过将3轴陀螺和3轴加计正交安装，形成微惯性测量组件。在高过载应用下，由于微惯性测量组件体积小，重量轻，较常规采用激光陀螺、光纤陀螺等传感器组成的惯性测量组件具有不可替代的体积优势。

2、由于硅微陀螺和硅微加计核心敏感结构为可动零件，在高过载应用下，敏感结构会发生较大位移，是导致微惯性测量组件性能下降甚至失效的主要原因之一。同时由于使用场景对尺寸敏感，因此需要发明一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构。

3、现有技术专利号cn 111473090：“一种用于微惯性测量单元重复利用的抗过载减振结构”，采用一种重复利用的抗高过载减震结构，包括外壳、内壳、缓冲垫圈、支撑架组件等，该方案解决了微惯性测量组件在高过载环境下的缓冲减振的问题，并且能回收维护。但由于组件复杂，结构尺寸较大，小型化程度不足。专利号cn 108692723 a：“一种抗高过载的微惯性测量组件结构”采用一种独特的支撑结构与装配方式，具体为将6块单轴传感器的印制电路分别通过螺钉安装六面体台体的六个安装面上，并通过接插件实现互联，实现降低了传感器电路板以及整体组件的装配复杂程度；并在结构中预留灌封通道，保证灌封的密实性。该方案较传统惯性测量组件结构减小了一定尺寸，但插接件及螺装均占用了印制板面积，从而限制了微惯性测量组件进一步小型化。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有微惯性测量组件的抗过载结构存在的各种不足，提出一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构。

2、一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构，包括：上缓冲吸能材料、下缓冲吸能材料、上壳体、下壳体、核心胶块；

3、所述上壳体和下壳体均为圆饼状结构，中部开有通孔用于容纳所述核心胶块；四周开有四个螺纹孔用于上壳体和下壳体固定；

4、所述上缓冲吸能材料设置在上壳体上表面，下缓冲吸能材料设置在下壳体下表面；所述上下缓冲吸能材料用于将核心胶块密封在上下壳体内并用于缓冲减震；

5、所述核心胶块包括胶料和密封在胶料内的微惯性测量组件电路单元。

6、进一步，所述上/下缓冲吸能材料通过胶接或硫化的方式与上/下壳体固连。

7、进一步，所述核心胶块还包括：正交台架；

8、所述正交台架为长方体框架结构，所述微惯性测量组件电路单元包括至少三块电路板，所述至少三块电路板设置在正交台架外表面或内部且相互正交；

9、相互正交的至少三块电路板的每块电路板上焊接有至少一只陀螺和一只加速度计。

10、进一步，陀螺和加速度计分别位于电路板的正反两面。

11、进一步，微惯性测量组件电路单元包括：第一硬质电路板、第二硬质电路板、第三硬质电路板、第四硬质电路板、第一软质电路板、第二软质电路板和第三软质电路板；

12、所述第二硬质电路板、第三硬质电路板、第四硬质电路板依次连接成“门”字形结构；

13、第一硬质电路板设置在“门”字形结构中间且与其他三块硬质电路板均正交；

14、第一硬质电路板通过第一软质电路板与第二硬直电路板连接；第二硬质电路板分别通过第二、第三软质电路板和第三、第四硬质电路板连接。

15、进一步，所述所述正交台架为长方体框架结构，且底面还设有环形凸台；所述第一硬质电路板设置在所述环形凸台上；第二、三、四硬质电路板设置在正交台架三个相连的外侧面。

16、进一步，所述第一、二、三硬质电路板正反表面均分别焊接一只陀螺和一只加速度计；

17、且陀螺和加速度计的敏感方向垂直于电路板板面。

18、进一步，三个软质电路板装配在相应的硬质电路板中形成软硬电路板一体化结构。

19、进一步，引出电路连接线通过硬质电路板焊接导线形成交联电信号。

20、本发明具有以下效果：

21、本发明提出了一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构，通过将单轴陀螺和单轴加计分别安装与同一块硬质电路板的正反两面，减小硬质电路板的数量，缩小微惯性测量组件体积，；硬质电路板通过粘接方式安装于正交台架的安装面上，较常用螺钉安装的工艺，减小了安装位置，缩小了硬质电路板的尺寸；相连接的硬质电路板间采用柔性电路板进行电连接，减少了导线焊接或者接插件的安装位置，缩小了硬质电路板的尺寸；正交台架通过镂空的设计，实现了灌胶流体的良好导通性，增加了核心胶块的密实度，同时在正交台架设计安装面，充分利用台架的空间安装尺寸，减小了核心胶块的体积；缓冲结构通过上下缓冲材料的防护设计，在提供高过载缓冲防护功能的同时，代替了常用的金属外壳，有效降低了微惯性测量组件的高度；同时壳体与缓冲材料连接，将核心胶块包裹在缓冲材料里面，实现了各个方向的过载防护，有效提升抗过载能力。

技术特征：

1.一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征在于：所述结构包括：上缓冲吸能材料、下缓冲吸能材料、上壳体、下壳体、核心胶块；

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于：所述上/下缓冲吸能材料通过胶接或硫化的方式与上/下壳体固连。

3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于：所述核心胶块还包括：正交台架；

4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：陀螺和加速度计分别位于电路板的正反两面。

5.根据权利要求3所述的结构，其特征在于：微惯性测量组件电路单元包括：第一硬质电路板、第二硬质电路板、第三硬质电路板、第四硬质电路板、第一软质电路板、第二软质电路板和第三软质电路板；

6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于：所述正交台架为长方体框架结构，且底面还设有环形凸台；

7.根据权利要求6所述的结构，其特征在于：所述第一、二、三硬质电路板正反表面均分别焊接一只陀螺和一只加速度计；

8.根据权利要求5所述的结构，其特征在于：三个软质电路板装配在相应的硬质电路板中形成软硬电路板一体化结构。

技术总结
本发明属于微惯性测量组件结构设计技术领域，公开了一种小型化抗高过载的微惯性测量组件结构。包括：上缓冲吸能材料、下缓冲吸能材料、上壳体、下壳体、核心胶块；所述上壳体和下壳体均为圆饼状结构，中部开有通孔用于容纳所述核心胶块；四周开有四个螺纹孔用于上壳体和下壳体固定；所述上缓冲吸能材料设置在上壳体上表面，下缓冲吸能材料设置在下壳体下表面；所述上下缓冲吸能材料用于将核心胶块密封在上下壳体内并用于缓冲减震；所述核心胶块包括胶料和密封在胶料内的微惯性测量组件电路单元。

技术研发人员：易华祥,张军岭,孙传林,杜宜璋,孙中远
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12