用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构技术方案

本发明专利技术提供一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，能够解决现有技术中用于MEMS惯性仪表系统的减振结构所存在的技术问题。该MEMS惯性仪表系统包括MEMS惯性仪表和配套的印制电路板，MEMS惯性仪表设置在印制电路板上，该一体化减振结构包括：连接组件和一体化减振器，连接组件套设在MEMS惯性仪表的外侧，用于将一体化减振器与MEMS惯性仪表连接，连接组件沿着MEMS惯性仪表的周向具有环形空腔；一体化减振器用于MEMS惯性仪表系统的减振，其包括多个形状相同的减振元件，多个减振元件沿着环形空腔的周向间隔设置在空腔内，多个减振元件呈中心对称且采用相同弹性材料制成，其中，多个减振元件通过一体成型方式设置在空腔内。

Integrated damping structure for MEMS inertial instrument system

The invention provides an integrated damping structure for MEMS inertial instrument system, which can solve the technical problems existing in the damping structure for MEMS inertial instrument system in the prior art. The MEMS inertial instrument system includes a MEMS inertial instrument and a matching printed circuit board, and the MEMS inertial instrument is arranged on the printed circuit board. The integrated damping structure includes: a connecting component and an integrated damper, the connecting component is sleeved on the outside of the MEMS inertial instrument, which is used to connect the integrated damper and the MEMS inertial instrument, and the connecting component has a ring along the circumferential direction of the MEMS inertial instrument Shape cavity: the integrated shock absorber is used for the vibration reduction of MEMS inertial instrument system, which includes a plurality of vibration reduction elements with the same shape, a plurality of vibration reduction elements are arranged in the cavity along the circumferential spacing of the annular cavity, and a plurality of vibration reduction elements are central symmetrical and made of the same elastic material, wherein, a plurality of vibration reduction elements are arranged in the cavity through an integrated forming method.

【技术实现步骤摘要】
用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构
本专利技术涉及减振
，尤其涉及一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构。
技术介绍
MEMS惯性仪表是以微电子和微机械工艺为基础制造的新型惯性仪表，主要包括MEMS陀螺和MEMS加速度计，具有体积重量功耗小、集成度高、抗恶劣环境、成本低等优点，可广泛应用于短时自主导航和姿态稳定控制等领域。MEMS惯性仪表一般由表头和测控电路组成，一种常见的表头封装形式为LCC陶瓷管壳封装，实际使用中，通常采用表贴的方式将陶瓷管壳焊接在对应的印制电路板上，并通过螺钉将印制电路板与壳体进行固连。由于采用刚性互连，受机械安装应力以及外界振动冲击等影响，容易导致仪表的性能恶化，如零位输出跳变和噪声增大等。为对外界振动、冲击输入进行衰减，通常需要对仪表进行力学防护，目前常见的用于MEMS惯性仪表减振的结构如图1所示，包括四个分立式圆柱形减振器13、套筒14和螺钉15等，其中四个分立式圆柱形减振器分别位于印制电路板12的四角，利用橡胶材料的弹性和阻尼特性对外界振动、冲击进行抑制和过滤。然而，此类减振方式存在以下不足。(1)由于被减振对象(包括MEMS惯性仪表11和印制电路板12)的质心16位于印制电路板的一侧，减振器的支撑中心17位于减振器的中心平面内，二者难以重合，如图2所示，容易引起振动的耦合，引起仪表输出误差。(2)为确保减振性能，保证对称性，需严格控制四个减振器自身及其安装的一致性和均匀性，这对后道的微组装工艺提出了较高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于MEMS惯性仪表的一体化减振结构，能够解决现有技术中用于MEMS惯性仪表系统的减振结构所存在的技术问题。本专利技术技术解决方案如下：本专利技术提供了一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，该MEMS惯性仪表系统包括MEMS惯性仪表和配套的印制电路板，MEMS惯性仪表设置在印制电路板上，该一体化减振结构包括：连接组件和一体化减振器，连接组件套设在MEMS惯性仪表的外侧，用于将一体化减振器与MEMS惯性仪表连接，连接组件沿着MEMS惯性仪表的周向具有环形空腔；一体化减振器用于MEMS惯性仪表系统的减振，其包括多个形状相同的减振元件，多个减振元件沿着环形空腔的周向间隔设置在空腔内，多个减振元件呈中心对称且采用相同弹性材料制成，其中，多个减振元件通过一体成型方式设置在空腔内。进一步地，减振元件的高度设置为：该高度使得减振器的支撑中心与MEMS惯性仪表系统的质心重合。进一步地，通过注塑或金属模压方式将弹性材料一体成型在空腔内以得到多个形状相同的减振元件。进一步地，减振元件采用橡胶制成，橡胶通过注塑或金属模压方式填充在空腔内且经高温硫化成型得到多个形状相同的减振元件。进一步地，橡胶为硅橡胶。进一步地，一体化减振器包括四个减振元件。进一步地，连接组件包括内支架和外法兰，内支架套设在MEMS惯性仪表的外侧，内支架外侧面具有多个呈中心对称的圆弧面，多个圆弧面位于同一圆周上；外法兰套设在内支架外侧，并与外部安装台体固定连接，外法兰和内支架之间形成环形空腔，外法兰内侧为圆柱面，多个减振元件分别一一对应设置在多个圆弧面和圆柱面之间。进一步地，MEMS惯性仪表包括表头和测控电路，表头采用LCC封装体封装，内支架套设贴合在LCC封装体外侧。进一步地，内支架通过螺接或胶结的方式与LCC封装体连接。进一步地，内支架材质包括可伐合金材料，和/或外法兰材质包括铝合金或不锈钢材料。应用上述技术方案，提供了一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，通过设置一体化减震器，将多个减振元件通过一体成型方式设置在空腔内，相比传统的分立式减振，不仅能够有效隔离和衰减外界振动、冲击等力学输入，降低机械应力、防护芯片，更重要是的保证了多个减振元件自身及其安装的一致性和均匀性，大大简化后组的微组装工艺，且为减振器的支撑中心和被减振对象的质心重合提供保障。附图说明所包括的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本专利技术的实施例，并与文字描述一起来阐释本专利技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了现有技术中一种MEMS惯性仪表分立式减振示意图；图2示出了现有技术中一种MEMS惯性仪表分立式减振质心与支撑中心位置示意图；图3示出了根据本专利技术实施例提供的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构的结构示意图；图4示出了根据本专利技术实施例提供的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构的截面图；图5示出了根据本专利技术实施例提供的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构中内支架结构示意图；图6示出了根据本专利技术实施例提供的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构中外法兰的结构示意图；图7示出了根据本专利技术实施例提供的MEMS惯性仪表系统一体化减振质心与支撑中心位置示意图；其中，上述附图包括以下附图标记：2、减振结构；21、MEMS惯性仪表，22、印制电路板；23、内支架；24、减振元件；25、外法兰；231、螺钉孔；232、胶结面；251、圆柱面；252、安装通孔；26、被减振对象质心；27、减振器的支撑中心。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。正如
技术介绍
所涉及，目前的分立式圆柱形减振器由于需要对多个减震器单独加工，很难保证多个分立式减振器的一致性和均匀性，对加工工艺以及后道的微组装工艺均提出了较高的要求，一般很难满足需求，无法保证减振器的支撑中心和被减振对象质心重合，进而容易引起振动的耦合，引起仪表输出误差。为解决这一问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，所述MEMS惯性仪表系统包括MEMS惯性仪表和配套的印制电路板，MEMS惯性仪表设置在印制电路板上，其特征在于，所述一体化减振结构包括：连接组件和一体化减振器，所述连接组件套设在所述MEMS惯性仪表的外侧，用于将一体化减振器与所述MEMS惯性仪表连接，所述连接组件沿着所述MEMS惯性仪表的周向具有环形空腔；所述一体化减振器用于MEMS惯性仪表系统的减振，其包括多个形状相同的减振元件，多个所述减振元件沿着所述环形空腔的周向间隔设置在所述空腔内，多个所述减振元件呈中心对称且采用相同弹性材料制成，其中，多个所述减振元件通过一体成型方式设置在所述空腔内。

【技术特征摘要】
1.一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，所述MEMS惯性仪表系统包括MEMS惯性仪表和配套的印制电路板，MEMS惯性仪表设置在印制电路板上，其特征在于，所述一体化减振结构包括：连接组件和一体化减振器，所述连接组件套设在所述MEMS惯性仪表的外侧，用于将一体化减振器与所述MEMS惯性仪表连接，所述连接组件沿着所述MEMS惯性仪表的周向具有环形空腔；所述一体化减振器用于MEMS惯性仪表系统的减振，其包括多个形状相同的减振元件，多个所述减振元件沿着所述环形空腔的周向间隔设置在所述空腔内，多个所述减振元件呈中心对称且采用相同弹性材料制成，其中，多个所述减振元件通过一体成型方式设置在所述空腔内。2.根据权利要求1所述的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，其特征在于，所述减振元件的高度设置为：所述高度使得减振器的支撑中心与MEMS惯性仪表系统的质心重合。3.根据权利要求1所述的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，其特征在于，通过注塑或金属模压方式将所述弹性材料一体成型在所述空腔内以得到多个所述形状相同的减振元件。4.根据权利要求3所述的一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，其特征在于，所述减振元件采用橡胶制成，所述橡胶通过注塑或金属模压方式填充在所述空腔内且经高温硫化成型得到多个所述形状相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞，孙刚，王汝弢，郭中洋，张菁华，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11