一种抗高过载的微惯性测量组件结构.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CN108692723A(43)申请公布日2018.10.23(21)申请号201810283024.0(22)申请日2018.04.02(71)申请人中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心地址215163江苏省苏州市高新区龙山路89号(72)发明人鞠莉娜蒋鹏高玉霞刘海亮(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人耿英董建林(51)Int.Cl.G01C21/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种抗高过载的微惯性测量组件结构(57)摘要本发明公开了一种抗高过载的微惯性测量组件结构，包括一支撑结构，支撑结构为由支撑棱形成的中部镂空的六面体结构，六面体形成的三个正交的轴向侧面形成贯通；其中一个镂空平面的至少一个边框向外延伸形成凸台，使支撑结构具有7个可供安装电路板的镂空平面；经三个正交的轴向侧面向六面体结构的内部空间填充灌封材料。本发明的结构降低了传感器电路板以及整体组件的装配复杂程度；为灌封过程中材料的流淌预留空间或者通道，保证灌封的密实性；结构设计新颖，易于装配操作，在实现小型化设计的同时满足抗高过载需求。CN108692723ACN108692723A权利要求书1/1页1.一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，包括一支撑结构，所述支撑结构为由支撑棱形成的中部镂空的六面体结构，六面体形成的三个正交的轴向侧面形成贯通；其中一个镂空平面的至少一个边框向外延伸形成凸台，使支撑结构具有7个可供安装电路板的镂空平面；经三个正交的轴向侧面向六面体结构的内部空间填充灌封材料。2.根据权利要求1所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，所述凸台用于安装核心控制器电路板，六个相互正交的镂空平面用于安装MEMS惯性传感器电路板。3.根据权利要求2所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，各电路板间的电气连通通过设置在电路板上的插针/插座实现。4.根据权利要求1或3所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，所述支撑结构上设置用于容纳插针插座的安装空间。5.根据权利要求1所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，所述支撑结构中的非支撑棱上设置切槽。6.根据权利要求1所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，安装电路板的支撑结构安装于下外壳内，并由上外壳和下外壳以套筒的形式套装固定包围在其中。7.根据权利要求6所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，支撑结构与下外壳间通过外部螺钉连接固定。8.根据权利要求1所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，采用高强度铝合金材料7系列作为支撑结构的材料。9.根据权利要求1所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，采用轻质的聚氨酯发泡作为灌封材料。10.根据权利要求1所述的一种抗高过载的微惯性测量组件结构，其特征是，支撑结构由五轴联动数控机床一次性加工完成。2CN108692723A说明书1/4页一种抗高过载的微惯性测量组件结构技术领域[0001]本发明属于机械设计领域，主要涉及到微惯性测量组件的抗过载结构设计以及机械装配方案。背景技术[0002]微惯性测量组件是一种基于MEMS陀螺仪与MEMS加速度计的惯性测量组件，常用于惯性导航或者组合导航系统当中。其工作原理是利用微惯性传感器（MEMS陀螺仪与MEMS加速度计）建立空间惯性测量坐标系，即通过MEMS陀螺仪测量角速度，MEMS加速度计测量加速度，得到运动载体的动态参数，进而通过积分与导航算法计算得到运动载体的姿态信息。目前单片式的三轴MEMS陀螺仪与三轴MEMS加速度计普遍存在抗高过载能力差、量程小、精度低等不足，无法满足惯性测量组件高动态、高精度等测量需求。而且通常情况下微惯性测量组件多应用在较为复杂与恶劣的工作环境中，特别是在一些特殊的应用环境中MEMS惯性传感器要适应高过载冲击与振动等。[0003]因此高过载应用下的微惯性测量组件通常选用在滚转轴选用大量程单轴MEMS惯性传感器，在偏航与俯仰轴多选用高精度单轴MEMS惯性传感器，并利用特殊设计的装配支撑结构实现传感器敏感轴之间的三轴正交关系，满足惯性测量的自由度需求。而且在微惯性测量组件的装配支撑结构设计上不仅要考虑到微惯性传感器的轴向装配问题，更要考虑到支撑结构的抗高过载能力。而且为了保证微惯性测量组件中微惯性传感器、电子器件在经历高过载冲击后依然正常工作，通常会采用灌封缓冲材料进行填充与保护，提高组件在恶劣环境中的适应性、可靠性，从而满足微惯性测量组件总体的抗高过载设计要求。[0004]现有的微惯性测量组件的装配支撑结构基本上为简单的六面体结构，利用相邻侧面之间的正交关系，建立满足空间测量自由度的惯性