一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，包括外壳、内壳、缓冲垫圈、支撑架组件和若干个减振单元，外壳放置于工作平台上，内壳设置于外壳内，与内壳之间形成第一腔体，缓冲垫圈设置于第一腔体底部，用于缓冲，支撑架组件设置于第一腔体内，且位于缓冲垫圈顶面，用于固定和放置所述内壳，若干个减振单元设置在内壳内，分别沿待测微惯性测量单元的顶面周向和底面周向分布，且与内壳贴合。外壳和内壳之间的第一腔体用灌封胶灌封，从而提高微惯性测量单元的抗高过载能力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构
本专利技术属于减振
，具体涉及一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构。
技术介绍
基于微机电系统（MicroElectroMechanicalSystem，MEMS）的微惯性测量单元是由三个相互正交的加速度计、陀螺仪和其他模块组成。可以通过陀螺仪与加速度计得到的数据进行处理之后得到载体位置信息。由于微惯性测量单元有着体积小、质量轻等优点，在武器炮弹制导、车载制导、无人机制导、组合导航系统以及小型侦查设备方面有着很大的应用和发展前景。但由于MIMU的工作环境常常会有振动产生，这些振动会降低MIMU的性能，甚至可能会破坏整个MIMU系统。所以，对微惯性测量单元减振结构的设计与分析具有重要的意义。从上世纪70年代气相色谱仪的制造开始，到扫描隧道951的开发，最后到微机械研究组织的成立。这些都表明微机电系统正在快速发展。清华大学的李承幼等人使用高阻尼的锰铜合金对微惯性测量单元进行减振，并设计了“正六面体”结构。进行了有限元仿真之后，发现该减振结构具有很好的减振效果。中国电子科技集团公司的吝海锋等人使用橡胶减振器对微惯性测量单元进行减振，在角振动频率和线振动频率没有振动耦合情况下设计了合适的减振结构。并进行了仿真和扫频实验，实验结果与仿真结果大致一样。由于研究微惯性测量单元减振结构的文献较少，考虑到MIMU的减振结构和其他减振结构有较多相似之处，所以其他减振结构研究也具有参考价值。国防科技大学的刘恒春进行了车载捷联导航系统的减振结构设计，用吊挂与支撑安装了6个减振器进行减振。进行了频谱分析后提出了减小计算误差的措施。Honeywell公司的ToddBraman和OwenGrossman设计了振动冲击和隔离系统。分别研究了环境、IMU系统、传感器对振动冲击和隔离系统的影响，并且分析了固有频率对频率响应的影响，解释了多点隔离系统。最后得出结论优化固有频率以及其他参数可以优化隔振系统。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）许多减振结构只能实现一级或二级防护，抗高过载能力不足，导致微惯性测量单元在实际工况中易受损；（2）有些减振结构设计出来仅考虑减振功能的实现，而没有把减振结构所使用的材料以及整体质量考虑进去，无法保证整体的稳定性；（3）目前已有的减振结构基本上是直接灌封胶密封，不便于对微惯性测量单元进行拆卸，当微惯性测量单元出现故障时无法进行维修，只能一次性使用，不能重复利用，开发成本高，造成资源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，使得微惯性测量单元即使在高过载的环境下正常工作，在微惯性测量单元内部结构发生损坏时，可以很方便的取出微惯性测量单元，对其内部结构进行维修，增加使用寿命。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，包括外壳、支撑架组件、内壳、缓冲垫圈和若干个减振单元。所述外壳为封闭结构，由第一顶盖和第一底座通过螺钉连接而成，放置于工作平台上，用于容纳内壳、缓冲垫圈和若干个支撑架组件，内壳设置于外壳内，且内壳与外壳之间形成第一腔体；所述支撑架组件设置于第一腔体内，用于固定和放置所述内壳，包括第一组件和第二组件，第一组件为薄壁筒形，第二组件顶面中心设有凸台，凸台上开有卡槽，缓冲垫圈设置于第一腔体底部，第二组件设置于缓冲垫圈顶面，内壳固定设置于第二组件顶面中心的卡槽内，第一组件设置于第一顶盖与第二组件之间，第一组件的顶端面和底端分别与第一顶盖、第二组件紧密接触，且第一组件的外壁与第一底座的内壁贴合；所述内壳为封闭结构，由第二顶盖和第二底座通过螺钉连接而成，设置于外壳内且设置在第二组件顶面中心的卡槽内，与卡槽紧密配合，用于容纳减振单元以及待测微惯性测量单元，且与待测微惯性测量单元之间形成第二腔体。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：（1）通过合理的设计，增加了微惯性测量单元的抗振性，使微惯性测量单元具有一定的抗高过载能力。（2）考虑到经济效益，在微惯性测量单元内部结构发生损坏时，现有技术因为微惯性测量单元与灌封胶直接接触，因灌封胶不易去除，导致拆卸时微惯性测量单元极易受损或无法拆卸，本专利技术通过对减振结构合理的设计，可以通过拆卸内壳取出微惯性测量单元，对其内部结构进行维修或替换，实现了微惯性测量单元的可重复利用，节约成本。（3）使用泡沫铝作为部分减振材料，在保证增加抗振能力的前提下减轻了整体的重量。（4）本专利技术使得微惯性测量单元既能抗高过载又能进行拆卸重复利用，增加了适用范围。附图说明图1为本专利技术用于微惯性测量单元的减振结构爆炸图。图2为本专利技术用于微惯性测量单元的减振结构装配示意图。图3为本专利技术用于微惯性测量单元的减振结构的剖视图。图4为减振结构的局部放大图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。结合图1、图2、图3，本专利技术所述的用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，包括外壳、支撑架组件、内壳、缓冲垫圈7和若干个减振单元。所述外壳为封闭结构，由第一顶盖1和第一底座8通过螺钉连接而成，放置于工作平台上，用于容纳内壳、缓冲垫圈7和若干个支撑架组件，内壳设置于外壳内，且内壳与外壳之间形成第一腔体；所述支撑架组件设置于第一腔体内，用于固定和放置所述内壳，包括第一组件2和第二组件6，第一组件2为薄壁筒形，第二组件6顶面中心设有凸台，凸台上开有卡槽，缓冲垫圈7设置于第一腔体底部，第二组件6设置于缓冲垫圈7顶面，内壳固定设置于第二组件6顶面中心的卡槽内，第一组件2设置于第一顶盖1与第二组件6之间，第一组件2的顶端面和底端分别与第一顶盖1、第二组件6紧密接触，且第一组件2的外壁与第一底座8的内壁贴合；所述内壳为封闭结构，由第二顶盖3和第二底座5通过螺钉连接而成，设置于外壳内且设置在第二组件6顶面中心的卡槽内，与卡槽紧密配合，用于容纳减振单元以及待测微惯性测量单元，且与待测微惯性测量单元之间形成第二腔体；缓冲垫圈7用于对第二组件6与外壳进行缓冲；若干个减振单元采用L型橡胶块，分别沿待测微惯性测量单元的顶面周向和底面周向均匀的分布，本例中微惯性测量单元为矩形块，故减振单元4包裹在矩形块的八个角。结合图2、图3，所述外壳的第一底座8为无盖圆柱状盒体，第一顶盖1固定在第一底座8的无盖端面上，通过向第一腔体内注入灌封胶进行密封，凝固后的灌封胶还可在外壳与内壳之间起到缓冲作用。第一底座8外壁底部设置四个支耳，外壳通过第一底座8的支耳由螺钉10固连在安装平台11上。结合图3，所述支撑架组件的第一组件2的壁厚与第一顶盖1凸台壁厚一致，使得两者完全接触，第一组件2可实现对第二组件6的固定，具体实现过程为：第一组件2的底端压在第二组件6的顶面，第一组件2顶端抵在第一顶盖1的凸台底面上，使得第一顶盖1、第一组件2、第二组件6、缓冲垫圈7、第一底座8从上至下紧密配合。所述内壳的第二底座5为无盖方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，其特征在于：/n包括，/n外壳，密封性好，放置于工作平台上；/n内壳，密封性好，设置于外壳内，与内壳之间形成第一腔体；/n缓冲垫圈（7），设置于第一腔体底部，用于缓冲；/n支撑架组件，设置于第一腔体内，且位于缓冲垫圈（7）顶面，用于固定和放置所述内壳；/n若干个减振单元，设置在内壳内，分别沿待测微惯性测量单元的顶面周向和底面周向分布，且与内壳贴合。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，其特征在于：
包括，
外壳，密封性好，放置于工作平台上；
内壳，密封性好，设置于外壳内，与内壳之间形成第一腔体；
缓冲垫圈（7），设置于第一腔体底部，用于缓冲；
支撑架组件，设置于第一腔体内，且位于缓冲垫圈（7）顶面，用于固定和放置所述内壳；
若干个减振单元，设置在内壳内，分别沿待测微惯性测量单元的顶面周向和底面周向分布，且与内壳贴合。


2.根据权利要求1所述的用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，其特征在于：所述外壳的顶盖能够打开，通过向第一腔体注入灌封胶进行密封，凝固后的灌封胶还可在外壳与内壳之间起到缓冲作用。


3.根据权利要求1所述的用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，其特征在于：所述内壳的顶盖能够打开。


4.根据权利要求1或3所述的用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，其特征在于：所述内壳采用轻质高强的金属材料。


5.根据权利要求1或2所述的用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海波，张弛，尹晓春，王昊宇，赵子亮，张伟，廖文和，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32