一种用于微惯性测量单元的减振结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106153044A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201510192359.8(22)申请日2015.04.21(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人吴志强徐泽茜王宇施芹朱欣华裘安萍苏岩(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人唐代盛孟睿(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种用于微惯性测量单元的减振结构(57)摘要本发明提出一种用于微惯性测量单元的减振结构。包括壳体、支撑架、弹性减振环；所述壳体用于容纳所述支撑架和弹性减振环；所述支撑架外部设置有圆环形凸起，支撑架的内部空腔用于放置微惯性测量单元；所述弹性减振环为一个内壁开设有凹槽的圆环，该凹槽的大小与圆环形突起的大小相适应从而将圆环形突起卡紧在凹槽内；弹性减振环将所述支撑架悬空放置在所述壳体内部；支撑架及其内部安装的微惯性测量单元构成的整体的质心与圆环形凸起的几何中心重合。本发明使得微惯性测量单元即使在振动环境下也能够提高微惯性测量单元的测量精度。CN106153044ACN106153044A权利要求书1/1页1.一种用于微惯性测量单元的减振结构，其特征在于，包括壳体、支撑架、弹性减振环；所述壳体用于容纳所述支撑架和弹性减振环；所述支撑架外部设置有圆环形凸起，支撑架的内部空腔用于放置微惯性测量单元；所述弹性减振环为一个内壁开设有凹槽的圆环，该凹槽的大小与所述圆环形突起的大小相适应从而将圆环形突起卡紧在凹槽内；所述壳体内部为圆柱形空间，其底部四周设置有凸台用于放置弹性减振环，从而使弹性减振环将所述支撑架悬空放置在所述壳体内部，且所述支撑架与壳体内壁之间的间距足够大使得支撑架在振动时不会与壳体接触；所述支撑架及其内部安装的微惯性测量单元构成的整体的质心与圆环形凸起的几何中心重合。2.如权利要求1所述用于微惯性测量单元的减振结构，其特征在于，所述支撑架由支撑架上盖和底部封闭的圆筒形支撑架底座组成；圆环形凸起设置在支撑架底座的外侧面；支撑架底座的外侧面与壳体内壁的距离大于支撑架在振动时产生的相对于壳体内壁的最大径向位移。3.如权利要求1所述用于微惯性测量单元的减振结构，其特征在于，通过在所述支撑架内部添加配重，使得支撑架及其内部安装的微惯性测量构成的整体的质心与圆环形凸起的几何中心重合。4.如权利要求1所述用于微惯性测量单元的减振结构，其特征在于，所述弹性减振环由阻尼橡胶制作而成，且弹性减振环的横截面为方形，凹槽关于弹性减振环的径向中轴线对称。5.如权利要求4所述用于微惯性测量单元的减振结构，其特征在于，所述阻尼橡胶为苯基硅橡胶。6.如权利要求1所述用于微惯性测量单元的减振结构，其特征在于，所述壳体包括上盖和外壳，上盖的内侧边缘设置有凸台，弹性减振环的外径略大于外壳内部圆柱形空间的内径，弹性减振环在轴向的高度略大于上盖内侧凸台与外壳底部凸台之间的轴向距离，上盖与外壳固定连接在一起。2CN106153044A说明书1/3页一种用于微惯性测量单元的减振结构技术领域[0001]本发明属于减振技术领域，具体涉及一种用于微惯性测量单元的减振结构。背景技术[0002]惯性传感器是利用物体的惯性性质来测量物体运动情况的一类传感器，其包括加速度计和陀螺仪。传统惯性传感器由于体积大、质量重、成本高等原因，限制了其应用范围。随着微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS)技术的发展，出现了新一代的MEMS惯性传感器。[0003]近年来，由MEMS惯性传感器硅微陀螺仪及硅微加速度计组成的微惯性测量单元(MiniatureInertialMeasurementUnit,MIMU)因其体积小、可靠性高、适合大批量生产等特点，其应用越来越广。但在实际应用中，微惯性测量单元的测量精度受载体振动的影响较大，因此为微惯性测量单元设计一个在工程应用中效果较佳的减振结构，使其性能不受环境影响是目前微惯性测量单元应用的研究热点之一。[0004]目前，现有的用于微惯性测量单元的减振结构主要存在以下问题：(1)大多数减振结构使用多个减振器分布支撑的方式为微惯性测量单元减振，由于单个减振器加工尺寸误差的影响，难以使分布支撑的每一个减振器的刚度完全相同，因此在确定振结构设计方案时虽然将由减振结构与微惯性测量单元组成的整体系统(以下简称为系统)的弹性中心与微惯性测量单元和支撑架构成的整体的质心设计为重合，但在实际制造出的产品中，由于每个减振器的刚度误差而会偏离方案的位置从而导致系统各方向振动的耦合，引起正交方向上惯性传感器的测量误差；(2)在设计减振结构时，未考虑