燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置及方法
【專利摘要】本發明提供了一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置及方法，包括：一個帶有燕尾槽的底座，一個單獨的支撐架，可滑動的第一、第二夾具以及若干螺釘；其中：底座的上方開鑿有與第一夾具、第二夾具相配合的燕尾槽，第一夾具、第二夾具在燕尾槽內自由滑動，且第一夾具最終固定在底座上；支撐架可安裝于底座或取下，用于待測試陀螺的固定，利用頂部的螺釘和底部的螺釘精確固定在待測試陀螺的中心位置；螺釘用于固定第一夾具、第二夾具、支撐架和待測試陀螺。本發明保證了待測試陀螺信號更精確的輸出，且固定牢靠；便于加工，且加工精度能夠達到預期要求；適用性廣，適用于各種尺寸的圓盤式微機械固體波動陀螺。
【專利說明】燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及微機電和機械封裝夾具【技術領域】，具體地，涉及一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置及方法。
【背景技術】
[0002]微機械固體波動陀螺是基于科氏效應工作的慣性器件，在姿態控制和導航定位等領域有著非常重要的作用。工作時，陀螺處于有規律的振動狀態，包括驅動模態和檢測模態。
[0003]對于該類陀螺，測試時，需要將其安裝在一個固定裝置上，以免影響陀螺的固有振動，造成陀螺信號輸出不精確。因此，對陀螺的固定有著嚴格的要求。安裝時，必須將裝置固定在陀螺的振動節點(即不動點，或陀螺上位移為零的點)上。但是，與陀螺接觸時會產生支撐阻尼，造成陀螺振動時的能量損失，且接觸點越多，支撐阻尼越大，造成的能量損失也就越大，對陀螺輸出信號的影響也就越明顯。
[0004]所以，盡量減少固定點的數目是提高陀螺輸出信號精度的一個關鍵因素。然而，固定住一個陀螺至少需要上、下兩個固定點，即需要固定在陀螺上、下表面的中心位置。但是，如何能夠保證精確對準在陀螺的中心、且固定以后保證陀螺處在水平位置是一個難題；同時，固定時操作方法的復雜程度也是不得不考慮的一個重要因素。
【發明內容】
[0005]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置及方法，該裝置保證了待測試陀螺信號更精確的輸出，且固定牢靠；便于加工，且加工精度能夠達到預期要求；適用性廣，適用于各種尺寸的圓盤式微機械固體波動陀螺。
[0006]根據本發明的一方面，提供一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，包括:
[0007]一個帶有燕尾槽的底座，
[0008]一個單獨的支撐架，
[0009]可滑動的第一夾具，
[0010]可滑動的第二夾具，以及
[0011]若干螺釘；
[0012]第一夾具、第二夾具能在底座的燕尾槽內自由滑動，且第一夾具在測量待測試陀螺的直徑后計算出需要移動的相應距離，并最終固定在底座上；支撐架可安裝于底座或取下，用于待測試陀螺的固定；螺釘用于固定支撐架、第一夾具、第二夾具和待測試陀螺；
[0013]所述第一夾具底面的一端為固定端，固定端的中心位置設置有螺孔，螺釘通過該螺孔實現第一夾具與底座的固定；第一夾具內側面的上端沿水平方向設置有Y型支撐架；所述第二夾具內側面的上端沿水平方向設置有長方形支撐架，所述第一夾具上的Y型支撐架和所述第二夾具上的長方形支撐架相互配合，二者共同水平托起待測試陀螺。
[0014]優選地，所述支撐架底邊的左右兩側設置有一個固定塊，固定塊上均設置有螺孔，燕尾槽左右兩側邊沿處分別設置用于安裝支撐架且位置對應的的螺孔，螺釘穿過固定塊上的螺孔和燕尾槽上的螺孔以實現支撐架與底座的連接；支撐架初始時通過螺釘安裝于底座上，待通過移動第一夾具和第二夾具固定好待測試陀螺并擰緊用于固定待測試陀螺頂部的螺釘和底部的螺釘后，將支撐架取下并安裝于測試電路板上。
[0015]優選地，所述燕尾槽的中心位置設置有圓孔，便于方便的旋擰支撐架底部的螺釘。支撐架的上下兩邊的中心線位置分別設置有螺孔，底部的螺釘貫穿燕尾槽的圓孔和支撐架的下螺孔、頂部的螺釘穿過支撐架的上螺孔，通過擰緊頂部的螺釘和底部的螺釘精確固定在待測試陀螺的中心位置。
[0016]根據本發明的另一方面，提供一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝方法，包括如下步驟:
[0017](a)將底座放于水平工作臺上，將支撐架與底座固定，并用緊定螺釘擰緊；
[0018](b)將第一夾具滑入底座的燕尾槽內，并使第一夾具和支撐架相對面重合；
[0019](c)測出圓盤式微機械固體波動陀螺的直徑為d，計算出第一夾具需要向左移動的距離L;
[0020](d)將第一夾具向左移動L距離，并用螺釘固定在底座上；
[0021](e)安裝底部的螺釘，使螺釘與第一夾具的支撐面等高；
[0022](f)放置圓盤式微機械固體波動陀螺，并安裝第一夾具，向左移動至將圓盤式微機械固體波動陀螺水平夾緊；
[0023](g)安裝頂部的螺釘，并旋擰至與底部的螺釘將圓盤式微機械固體波動陀螺牢牢固定住；
[0024](h)將支撐架取下，在電路板上固定后用于圓盤式微機械固體波動陀螺的參數測試。
[0025]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0026]1、適用性廣，各種尺寸的圓盤式微機械固體波動陀螺均能夠使用該夾具進行固定。
[0027]2、與待測試陀螺的接觸點最少，只有上、下兩個，從而大大減少了支撐阻尼的影響，保證了待測試陀螺信號更精確的輸出。
[0028]3、固定牢靠，可以將待測試陀螺牢固的水平固定。
[0029]4、采用機械加工的方法，由于零部件較少，便于加工制作，且加工精度能夠達到預期要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0031]圖1為本發明的整體結構示意圖；
[0032]圖中:1為帶有燕尾槽的底座，2為支撐架，3為第一夾具，4為第二夾具；
[0033]圖2為帶燕尾槽底座的結構示意圖；[0034]圖3為支撐架的結構示意圖；
[0035]圖4為第一夾具的結構原理圖；
[0036]圖5為第二夾具的結構示意圖；
[0037]圖6為計算第一夾具向左移動距離的示意圖；
[0038]圖7為安裝頂部的螺釘和底部的螺釘之后的示意圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0040]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實施例提供一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，包括:
[0041]一個帶有燕尾槽的底座1，
[0042]一個單獨的支撐架2，
[0043]可滑動的第一夾具3，
[0044]可滑動的第二夾具4，以及
[0045]若干用于固定第一夾具3、第二夾具4、支撐架2和圓盤式微機械固體波動陀螺的螺釘。
[0046]如圖1和圖2所示，所述底座1的上方開鑿有燕尾槽，且燕尾槽中部開鑿有一個圓孔；第一夾具3、第二夾具4在底座1的燕尾槽內自由滑動，且第一夾具3最終固定在底座1上。
[0047]如圖1和圖3所示，所述支撐架2可安裝于底座1或取下，用于圓盤式微機械固體波動陀螺的固定，支撐架2利用頂部的螺釘和底部的螺釘精確固定在圓盤式微機械固體波動陀螺的中心位置(兩個螺釘的裝配如圖7所示)。
[0048]如圖4所示，所述第一夾具3底面的一端為固定端，固定端的中心位置設置有螺孔，螺釘通過該螺孔實現第一夾具3與底座1的固定；所述第一夾具3內側面A的上端沿水平方向設置有Y型支撐架。
[0049]如圖5所示，所述第二夾具4內側面的上端沿水平方向設置有長方形支撐架。
[0050]所述第一夾具3上的Y型支撐架和所述第二夾具4上的長方形支撐架相互配合，二者共同水平托起待測試陀螺，然后利用支撐架2上的頂部和底部的兩個螺釘進行水平固定。
[0051]具體封裝操作過程如下:
[0052](a)將底座1放于水平桌面上，將支撐架2與底座1固定(如圖1所示)，并用螺釘擰緊；
[0053](b)將第一夾具3滑入底座1的燕尾槽內，并使第一夾具3的前端面A和支撐架2的左端面B重合(如圖1所示)；
[0054](c)用游標卡尺測出圓盤式微機械固體波動陀螺的直徑為d，計算出第一夾具3需要向左移動的距離L，計算方法如下:[0055]如圖6所示，在設計夾具時計算出第一夾具上Y型支撐架的內拐點與第一夾具底部可滑動部分的前端面(即圖4中的面A)之間的距離為c，則第一夾具3需要向左移動的距離為:
[0056]L=c+d-b_0.5e
[0057]其中，L為第一夾具3需要向左移動的距離；
[0058]c為第一夾具上Y型支撐架的內拐點與第一夾具底部可滑動部分的前端面(即圖4中的面A)之間的距離；
[0059]d為圓盤式微機械固體波動陀螺的直徑；
[0060]b為第一夾具上Y型支撐架的兩個內側面相交之后的線與內拐點之間的距離；
[0061]e為支撐架2底部固定塊寬度的一半(如圖3所示)。
[0062](d)將第一夾具3向左移動L的距離，并用螺釘固定在底座1上；
[0063](e)安裝底部的螺釘，使螺釘與第一夾具3的支撐面等高；
[0064](f)放置圓盤式微機械固體波動陀螺，并安裝第一夾具3，向左移動至將圓盤式微機械固體波動陀螺水平夾緊；
[0065](g)安裝頂部的螺釘，并旋擰至與底部的螺釘將圓盤式微機械固體波動陀螺牢牢固定住；如圖7所示；
[0066](h)將支撐架2取下，在電路板上固定后用于圓盤式微機械固體波動陀螺的參數測試。
[0067]本實施例中，所述底座1的材料為金屬，用以最終實現圓盤式微機械固體波動陀螺的固定。
[0068]本實施例中，所述支撐架2的材料為金屬，用以實現對圓盤式微機械固體波動陀螺中心的精確固定。
[0069]本實施例中，所述第一夾具3和第二夾具4的材料均為金屬，用于輔助實現圓盤式微機械固體波動陀螺的精確固定。
[0070]本實施例中，所述螺釘材料均為金屬。
[0071]本發明適用性廣，各種尺寸的圓盤式微機械固體波動陀螺均能夠使用該夾具進行固定；所述裝置與圓盤式微機械固體波動陀螺的接觸點最少，從而大大減少了支撐阻尼的影響，保證了圓盤式微機械固體波動陀螺信號更精確的輸出；所述裝置固定牢靠，可以將圓盤式微機械固體波動陀螺牢固的水平固定；所述裝置采用機械加工的方法，便于加工制作，且加工精度能夠達到預期要求。
[0072]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【權利要求】
1.一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，包括:一個帶有燕尾槽的底座，一個單獨的支撐架，可滑動的第一夾具，可滑動的第二夾具，以及若干螺釘；
第一夾具、第二夾具能在底座的燕尾槽內自由滑動，且第一夾具在測量待測試陀螺的直徑后計算出需要移動的相應距離，并最終固定在底座上；支撐架安裝于底座或取下，用于待測試陀螺的固定；螺釘用于固定支撐架、第一夾具、第二夾具和待測試陀螺；所述第一夾具底面的一端為固定端，固定端的中心位置設置有螺孔，螺釘通過該螺孔實現第一夾具與底座的固定；第一夾具內側面的上端沿水平方向設置有Y型支撐架；所述第二夾具內側面的上端沿水平方向設置有長方形支撐架，所述第一夾具上的Y型支撐架和所述第二夾具上的長方形支撐架相互配合，二者共同水平托起待測試陀螺。
2.根據權利要求1所述的一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，所述支撐架底邊的左右兩側設置有一個固定塊，固定塊上均設置有螺孔，燕尾槽左右兩側邊沿處分別設置用于安裝支撐架且位置對應的螺孔，螺釘穿過固定塊螺孔和燕尾槽螺孔以實現支撐架與底座的連接；支撐架初始時通過螺釘安裝于底座上，待通過移動第一夾具和第二夾具固定好待測試陀螺并擰緊用于固定待測試陀螺的頂部的螺釘和底部的螺釘后，將支撐架取下并安裝于測試電路板上。
3.根據權利要求2所述的一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，所述燕尾槽的中心位置設置有圓孔，用于方便地旋擰支撐架底部的螺釘；支撐架上下兩邊的中線位置分別設置有螺孔，底部的螺釘貫穿燕尾槽的圓孔和支撐架的下螺孔、頂部的螺釘穿過支撐架的上螺孔，通過擰緊這兩個螺釘精確固定在待測試陀螺的中心位置。
4.根據權利要求1-3任一項所述的一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，所述底座的材料為金屬。
5.根據權利要求1-3任一項所述的一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，所述支撐架的材料為金屬。
6.根據權利要求1-3任一項所述的一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，所述第一夾具、第二夾具的材料均為金屬，用以輔助實現待測試陀螺的精確固定。
7.根據權利要求1-4任一項所述的一種燕尾槽滑動的圓盤式微機械固體波動陀螺封裝裝置，其特征在于，所述螺釘的材料為金屬。
8.—種權利要求1所述陀螺封裝裝置的封裝方法，其特征在于:包括如下步驟:(a)將底座放于水平工作臺上，將支撐架與底座固定，并用螺釘擰緊；(b)將第一夾具滑入底座的燕尾槽內，并使第一夾具和支撐架相對面重合；(c)測出圓盤式微機械固體波動陀螺的直徑為d，計算出第一夾具需要向左移動的距離L ；(d)將第一夾具向左移動L距離，并用螺釘固定在底座上；(e)安裝底部的螺釘，使螺釘與第一夾具的支撐面等高；(f )放置圓盤式微機械固體波動陀螺，并安裝第一夾具，向左移動至將圓盤式微機械固體波動陀螺水平夾緊；(g)安裝頂部的螺釘，并旋擰至與底部的螺釘將圓盤式微機械固體波動陀螺牢牢固定住；(h)將支撐架取下，在電路板上固定后用于圓盤式微機械固體波動陀螺參數測試。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(c)，第一夾具需要向左移動的距離L計算方法如下:在設計夾具時計算出第一夾具上Y型支撐架的內拐點與第一夾具底部可滑動部分的前端面之間的距離為c，則第一夾具需要向左移動的距離為:L=c+d-b-0.5e其中，L為第一夾具需要向左移動的距離； c為第一夾具上Y型支撐架的內拐點與第一夾具底部可滑動部分的前端面之間的距離；d為圓盤式微機械固體波動陀螺的直徑；b為第一夾具上Y型支撐架的兩個內側面相交之后的線與內拐點之間的距離；e為支撐架底部固定塊寬度的一半。
【文檔編號】G01C19/5783GK103712613SQ201310687294
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】張衛平, 劉亞東, 鄒陽, 許仲興, 成宇翔, 唐健, 汪濙海, 張弓, 孫殿竣, 陳文元 申請人:上海交通大學
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
