【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及慣性，尤其涉及一種一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構及裝配方法。
技術介紹
1、半球諧振陀螺是一種經典的高精度哥氏振動陀螺，依靠哥氏效應引起的駐波進動現象進行旋轉矢量的測量。半球諧振陀螺主要由表頭、控制電路與控制算法組成。現階段的半球諧振陀螺表頭多為單表頭獨立封裝結構形式，其組成包括半球諧振子、平板電極、to底座、封裝外殼、吸氣劑外殼、氣嘴等。現階段的半球諧振陀螺慣導系統由半球諧振陀螺、加速度計、陀螺控制及信息處理電路、電源模塊及結構件等組成。用于慣導系統的半球諧振陀螺和加速度計主要以兩種結構形式呈現：第一，半球諧振陀螺和加速度計均為單表頭獨立封裝結構形式，三只半球諧振陀螺和三只加速度計正交安裝至結構臺體，其中每只陀螺表頭都包含一套吸氣劑外殼、氣嘴和封裝外殼，并通過to底座法蘭緊固至結構臺體，此結構形式不僅占用空間相對較大，而且每次半球諧振陀螺和加速度計法蘭安裝均存在誤差模型差異，需對重新安裝的陀螺和加速度計進行標定；第二，采用三只獨立封裝的加速度計和三軸一體化封裝的半球諧振陀螺組合結構形式，結構臺體包括三個陀螺安裝腔、一個吸氣劑底座安裝腔、一個氣嘴安裝腔，且這五個安裝腔之間為連通結構，此結構形式有效避免三只單表頭組成的半球諧振陀螺系統多次安裝之間出現的模型誤差問題，但無法避免加速度計重新安裝造成的誤差，且其吸氣劑底座及氣嘴仍需占用較大安裝空間，造成慣導系統臺體結構空間偏大。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。
2、根據本專
3、進一步地，任一半球諧振陀螺包括半球諧振子、平板電極、to底座和前放電路，平板電極分別與半球諧振子和to底座連接，to底座與前放電路連接，to底座包括本體部分和焊接法蘭部分，to底座的焊接法蘭內側面與陀螺安裝腔密封焊接。
4、進一步地，to底座內部具有插針，插針貫穿to底座的內外兩側，to底座內側通過插針與平板電極連接，to底座外側通過插針與前放電路連接。
5、進一步地，任一陀螺安裝腔內部采用隨形階梯結構設計，包括依次設置的第一層階梯、第二層階梯、第三層階梯和第四層階梯：第一層階梯呈碗狀分布，其內部位置裝配半球諧振子；第二層階梯呈圓柱腔分布，其內部位置裝配平板電極；第三層階梯呈圓柱腔分布，其內部位置裝配to底座的本體部分；第四層階梯呈圓柱腔分布，其內部密封裝配to底座的焊接法蘭部分。
6、進一步地，陀螺安裝腔內壁依次鍍敷鎳膜、金膜和吸氣劑膜。
7、進一步地，任一加速度計安裝腔內部采用隨形結構設計，內部呈圓柱腔分布，其內部位置密封裝配加速度計。
8、根據本專利技術的另一方面，提供了一種一體化半球諧振陀螺慣導結構的裝配方法，該裝配方法用于裝配如上所述的一體化半球諧振陀螺慣導結構，具體的，該裝配方法包括以下步驟：
9、(1)在結構臺體的三個陀螺安裝腔的內壁鍍敷薄膜吸氣劑；
10、(2)裝配半球諧振陀螺；
11、(3)激活陀螺安裝腔內壁的吸氣劑；
12、(4)安裝半球諧振陀螺：將半球諧振陀螺安裝于陀螺安裝腔中，在真空狀態下密封半球諧振陀螺與陀螺安裝腔的縫隙；
13、(5)安裝加速度計：在氦氮氣氛中，將加速度計安裝于加速度計安裝腔中，密封加速度計與加速度計安裝腔的縫隙，完成一體化半球諧振陀螺慣導結構的裝配。
14、進一步地，步驟(1)中，將結構臺體置于鍍膜設備內工裝中固定，先在陀螺安裝腔內壁鍍鎳膜和金膜，再鍍吸氣劑膜。
15、進一步地，在步驟(3)中，將結構臺體置于共晶爐的高溫艙內，采用專用工裝將結構臺體固定，將共晶爐內抽真空，進行結構臺體內腔及設備箱體內除氣，直到真空度達到預設真空度；設置共晶爐溫度，將其箱體內溫度升溫至預設激活溫度，進行吸氣劑加熱激活，使吸氣劑表面鈍化去除，吸氣劑激活完成后將箱體內溫度降至常溫。
16、進一步地，在步驟(4)中，在真空狀態下密封半球諧振陀螺與陀螺安裝腔的縫隙具體包括：將共晶爐內抽真空，在保證共晶爐內及結構臺體陀螺安裝腔體內真空度的情況下，設置共晶爐溫度，將其爐內溫度升溫至預設溫度，使半球諧振陀螺與結構臺體陀螺安裝腔之間的焊料液化后，再將其爐內溫度降溫，使焊料重新固化。
17、應用本專利技術的技術方案，提供了一種一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構及裝配方法，該半球諧振陀螺慣導結構包括：結構臺體、三個半球諧振陀螺、薄膜吸氣劑和三個加速度計，采用半球諧振陀螺和加速度計直接封裝在結構臺體內的封裝形式，能夠有效避免多次陀螺和加速度計安裝之間存在的模型誤差，同時將薄膜吸氣劑鍍敷在陀螺安裝腔的內壁上，以滿足半球諧振陀螺的真空使用環境的同時，進一步減小了慣導結構的尺寸，具有成本低、小型化和輕質化等特點。
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1.一種一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，所述一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構包括：結構臺體(1)、三個半球諧振陀螺、薄膜吸氣劑(4)和三個加速度計(10)，所述結構臺體(1)具有三個陀螺安裝腔(2)和三個加速度計安裝腔(3)，所述三個陀螺安裝腔(2)相互正交分布，任一陀螺安裝腔(2)內密封安裝一個半球諧振陀螺，所述三個半球諧振陀螺的敏感方向相互垂直；所述三個陀螺安裝腔(2)的內壁均鍍敷所述薄膜吸氣劑(4)；所述三個加速度計安裝腔(3)相互正交分布，任一加速度計安裝腔(3)內密封安裝一個加速度計(10)，所述三個加速度計(10)的敏感方向相互垂直。
2.根據權利要求1所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，任一半球諧振陀螺包括半球諧振子(5)、平板電極(6)、TO底座(7)和前放電路(8)，所述平板電極(6)分別與所述半球諧振子(5)和所述TO底座(7)連接，所述TO底座(7)與所述前放電路(8)連接，所述TO底座(7)包括本體部分和焊接法蘭部分，所述TO底座(7)的焊接法蘭內側面與所述陀螺安裝腔(2)密封焊接。
3.根據權利要求2所述的
4.根據權利要求2所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，任一陀螺安裝腔(2)內部采用隨形階梯結構設計，包括依次設置的第一層階梯、第二層階梯、第三層階梯和第四層階梯：所述第一層階梯呈碗狀分布，其內部位置裝配所述半球諧振子(5)；所述第二層階梯呈圓柱腔分布，其內部位置裝配所述平板電極(6)；所述第三層階梯呈圓柱腔分布，其內部位置裝配所述TO底座(7)的本體部分；所述第四層階梯呈圓柱腔分布，其內部密封裝配所述TO底座(7)的焊接法蘭部分。
5.根據權利要求1所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，所述陀螺安裝腔(2)內壁依次鍍敷鎳膜、金膜和吸氣劑膜。
6.根據權利要求1所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，任一加速度計安裝腔(3)內部采用隨形結構設計，內部呈圓柱腔分布，其內部位置密封裝配所述加速度計(10)。
7.一種一體化半球諧振陀螺慣導結構的裝配方法，其特征在于，所述裝配方法用于裝配如權利要求1至6所述的一體化半球諧振陀螺慣導結構，具體的，該裝配方法包括以下步驟：
8.根據權利要求7所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構的裝配方法，其特征在于，步驟(1)中，將結構臺體(1)置于鍍膜設備內工裝中固定，先在陀螺安裝腔(2)內壁鍍鎳膜和金膜，再鍍吸氣劑膜。
9.根據權利要求7所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構的裝配方法，其特征在于，在步驟(3)中，將結構臺體(1)置于共晶爐的高溫艙內，采用專用工裝將結構臺體(1)固定，將共晶爐內抽真空，進行結構臺體(1)內腔及設備箱體內除氣，直到真空度達到預設真空度；設置共晶爐溫度，將其箱體內溫度升溫至預設激活溫度，進行吸氣劑加熱激活，使吸氣劑表面鈍化去除，吸氣劑激活完成后將箱體內溫度降至常溫。
10.根據權利要求7所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構的裝配方法，其特征在于，在步驟(4)中，在真空狀態下密封半球諧振陀螺與陀螺安裝腔(2)的縫隙具體包括：將共晶爐內抽真空，在保證共晶爐內及結構臺體陀螺安裝腔(2)體內真空度的情況下，設置共晶爐溫度，將其爐內溫度升溫至預設溫度，使半球諧振陀螺與結構臺體陀螺安裝腔(2)之間的焊料液化后，再將其爐內溫度降溫，使焊料重新固化。
...【技術特征摘要】
1.一種一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，所述一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構包括：結構臺體(1)、三個半球諧振陀螺、薄膜吸氣劑(4)和三個加速度計(10)，所述結構臺體(1)具有三個陀螺安裝腔(2)和三個加速度計安裝腔(3)，所述三個陀螺安裝腔(2)相互正交分布，任一陀螺安裝腔(2)內密封安裝一個半球諧振陀螺，所述三個半球諧振陀螺的敏感方向相互垂直；所述三個陀螺安裝腔(2)的內壁均鍍敷所述薄膜吸氣劑(4)；所述三個加速度計安裝腔(3)相互正交分布，任一加速度計安裝腔(3)內密封安裝一個加速度計(10)，所述三個加速度計(10)的敏感方向相互垂直。
2.根據權利要求1所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，任一半球諧振陀螺包括半球諧振子(5)、平板電極(6)、to底座(7)和前放電路(8)，所述平板電極(6)分別與所述半球諧振子(5)和所述to底座(7)連接，所述to底座(7)與所述前放電路(8)連接，所述to底座(7)包括本體部分和焊接法蘭部分，所述to底座(7)的焊接法蘭內側面與所述陀螺安裝腔(2)密封焊接。
3.根據權利要求2所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，所述to底座(7)內部具有插針，所述插針貫穿所述to底座(7)的內外兩側，所述to底座(7)內側通過所述插針與所述平板電極(6)連接，所述to底座(7)外側通過所述插針與所述前放電路(8)連接。
4.根據權利要求2所述的一體化封裝半球諧振陀螺慣導結構，其特征在于，任一陀螺安裝腔(2)內部采用隨形階梯結構設計，包括依次設置的第一層階梯、第二層階梯、第三層階梯和第四層階梯：所述第一層階梯呈碗狀分布，其內部位置裝配所述半球諧振子(5)；所述第二層階梯呈圓柱腔分布，其內部位置裝配所述平板電極(6)；所述第三層階梯呈圓柱腔分布，其內部位置裝...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐海剛，孫凱麗，梁文偉，鐘潤伍，李新月，王寶軍，李澤章，杜善宇，楊麗，邱麗玲，
申請(專利權)人：北京自動化控制設備研究所，
類型：發明
國別省市：
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