一种平板电极式半球谐振陀螺的装配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种平板电极式半球谐振陀螺的装配方法，其先在半球谐振子安装柱或平板电极安装孔上镀热熔膜层，直至半球谐振子安装柱和平板电极安装孔的装配间隙为1μ

【技术实现步骤摘要】
一种平板电极式半球谐振陀螺的装配方法


[0001]本专利技术涉及半球谐振陀螺，特别是一种平板电极式半球谐振陀螺的装配方法
。

技术介绍

[0002]半球谐振陀螺简称谐振子，是一种基于哥式效应的固体波动陀螺，具有高精度
、
长寿命
、
高可靠性的优势，是未来陀螺发展的重要方向
。
半球谐振陀螺的未来应用方向包括航天
、
航海
、
武器等诸多领域
。
[0003]如图1所示，平板电极式半球谐振陀螺主要由半球谐振子9以及平板电极
10
构成
。
平板电极式半球谐振陀螺装配过程中，先调整半球谐振子唇沿与平板电极上表面的间隙至设定值，最后将半球谐振子安装柱
11
的下端与平板电极
10
固定连接
。
平板电极式半球谐振陀螺工作原理是：通过检测金属化后的平板电极上表面周向均匀分布的8个电极间电容值的变化，实现对载体运动角速率的测量
。
半球谐振子9与平板电极
10
的装配质量对半球谐振陀螺的整体性能起着决定性作用，目前一般要求半球谐振子唇沿与平板电极上表面的间隙误差控制在
±
5um
左右
。
[0004]半球谐振子材质一般采用加工后
Q
值较大的石英玻璃，精密易碎，无法与平板电极通过过盈配合连接，故现有半球谐振子安装柱与平板电极安装孔的装配基本均采用大间隙配合（装配间隙为
0.1mm
及以上）
。
如此，虽然保证了半球谐振子可以自由装配进入，还预留了较大的焊料放置空间，但是，半球谐振子与平板电极之间预留的较大装配间隙也会导致半球谐振子同心度差，在装配间隙（焊料放置空间）内填充片条状的焊接材料铟，并对铟焊料整形过程中还会导致半球谐振子与平板电极位姿差异性大，进而将直接影响半球谐振子唇沿与平板电极上表面各电极的间距，导致电极间的电容容值差异大，影响半球谐振陀螺的测量精度
。
因此，在半球谐振子与平板电极装配后，需要对半球谐振子唇沿与平板电极上表面之间的间隙进行测量
。
[0005]目前半球谐振子唇沿与平板电极上表面之间的间隙采用普通设备无法精确测量，因为半球谐振子和平板电极均为玻璃材质，一般的激光类测量方法会产生折射影响测量精度，使用接触式测量更是很容易导致镀膜区域的划伤从而影响整体功能
。
[0006]故，目前半球谐振子唇沿与平板电极上表面之间的间隙一般需通过扫描式电镜或其他高精度测量设备配合精密夹持及多方位调节治具来测量及调整半球谐振子唇沿与平板电极上表面的间距，设备昂贵复杂且测量及调整方法误差大
。
[0007]此外，半球谐振子唇沿与平板电极上表面电极的间隙调整到位后，尚需上述的精密夹持及多方位调节治具继续对二者进行夹持固定，以便对半球谐振子安装柱和平板电极安装孔的装配间隙内的焊接材料进行热熔固化，以使二者固连
。
然而，部分精密夹持治具无法进入真空环境内，但在非真空环境下热熔固化易出现半球谐振子表面膜层氧化
、
或者平板电极的膜层氧化问题，从而影响半球谐振陀螺的品质
。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是，针对平板电极式半球谐振陀螺因半球谐振子唇沿与平板电极上表面之间的间距测量困难，装配夹持治具及检测设备昂贵
、
测量及调整方法偏差较大等问题，以及部分治具设备无法进入真空环境内进行热熔固化，易导致半球谐振子表面膜层
、
平板电极膜层氧化的问题，提供了一种能保证半球谐振子唇沿与平板电极上表面之间的间距，并适应真空环境加热的平板电极式半球谐振陀螺的装配方法
。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种平板电极式半球谐振陀螺的装配方法，所述平板电极式半球谐振陀螺包括半球谐振子和平板电极，所述半球谐振子的中部具有半球谐振子安装柱，所述平板电极上设置平板电极安装孔，其包括以下步骤：
S1
：在半球谐振子安装柱的圆周壁或平板电极安装孔的侧壁上镀热熔膜层，直至半球谐振子安装柱和平板电极安装孔的装配间隙为1μ
m
至5μ
m
；
S2
：制备垫片，所述垫片的上表面和下表面平行，所述垫片的上表面和下表面的平面度及粗糙度与半球谐振子唇沿平面
、
平板电极上表面的平面度及粗糙度一致，均达到纳米级别水准，且所述垫片的厚度等于所述半球谐振子唇沿平面与平板电极上表面间距的设定值；
S3
：将平板电极安装到加热装置的加热平台上，并在平板电极上表面放置所述垫片，使所述垫片的下表面与平板电极上表面贴合，再将半球谐振子安装柱的底部插入平板电极安装孔内，直至半球谐振子唇沿平面与所述垫片的上表面贴合，即实现半球谐振子与平板电极的间隙装配，同时所述半球谐振子唇沿平面与平板电极上表面的间距达到设定值；
S4
：将加热装置及其上贴合的平板电极
、
垫片和半球谐振子整体移入真空设备中，抽真空后启动加热装置对热熔膜层进行加热，使其融化后在重力作用下往下流，填满半球谐振子安装柱和平板电极安装孔之间的装配间隙，待热熔膜层冷却后，半球谐振子和平板电极的装配位置即固定
。
[0010]优选地，在步骤
S1
之前，对半球谐振子安装柱和平板电极安装孔进行精加工，使半球谐振子安装柱和平板电极安装孔的装配间隙控制在
15
‑
20
μ
m。
[0011]优选地，在所述电极板安装孔内镀热熔膜层，在所述半球谐振子安装柱上镀辅助连接层
。
[0012]优选地，所述热熔膜层的厚度为
10
‑
18
μ
m
，所述辅助连接层的厚度为5‑
50nm。
[0013]优选地，所述热熔膜层为铟层，所述辅助连接层为铟层
、
金层
、
银层或铂层
。
[0014]优选地，所述加热装置内安装加热棒和温度感应器，所述温度感应器连接温度控制器，所述温度控制器接入所述加热棒的控制电路中
。
[0015]优选地，所述热熔膜层的加热温度为
170
‑
220℃
，加热时间为
20min
‑
60min。
[0016]优选地，所述步骤
S1
中采用磁控溅射或电镀工艺进行精密镀膜
。
[0017]优选地，所述垫片为多个，且多个所述垫片沿所述平板电极安装孔周向间隔布置
。
[0018]优选地，所述加热平台上设有固定平板电极的夹具，所述夹具包括安装在加热平台一角的直角支撑板和安装在加热平台另一角的拧紧装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种平板电极式半球谐振陀螺的装配方法，所述平板电极式半球谐振陀螺包括半球谐振子和平板电极，所述半球谐振子的中部具有半球谐振子安装柱，所述平板电极上设置平板电极安装孔，其特征在于包括以下步骤：
S1
：在半球谐振子安装柱的圆周壁或平板电极安装孔的侧壁上镀热熔膜层，直至半球谐振子安装柱和平板电极安装孔的装配间隙为1μ
m
至5μ
m
；
S2
：制备垫片，所述垫片的上表面和下表面平行，所述垫片的上表面和下表面的平面度及粗糙度与半球谐振子唇沿平面
、
平板电极上表面的平面度及粗糙度一致，均达到纳米级别水准，且所述垫片的厚度等于所述半球谐振子唇沿平面与平板电极上表面间距的设定值；
S3
：将平板电极安装到加热装置的加热平台上，并在平板电极上表面放置所述垫片，使所述垫片的下表面与平板电极上表面贴合，再将半球谐振子安装柱的底部插入平板电极安装孔内，直至半球谐振子唇沿平面与所述垫片的上表面贴合，即实现半球谐振子与平板电极的间隙装配，同时所述半球谐振子唇沿平面与平板电极上表面的间距达到设定值；
S4
：将加热装置及其上贴合的平板电极
、
垫片和半球谐振子整体移入真空设备中，抽真空后启动加热装置对热熔膜层进行加热，使其融化后在重力作用下往下流，填满半球谐振子安装柱和平板电极安装孔之间的装配间隙，待热熔膜层冷却后，半球谐振子和平板电极的装配位置即固定
。2.
根据权利要求1所述平板电极式半球谐振陀螺的装配方法，其特征在于，在步骤
S1
之前，对半球谐振子安装柱和平板电极安装孔进行精加工，使半球谐振子安装柱和平板电极安装孔的装配间隙控制在
15
‑
20
μ
m。3.
根据权利要求1所述平板电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，王凡，曾国民，
申请(专利权)人：湖南二零八先进科技有限公司，
类型：发明
国别省市：