半球谐振陀螺高真空封装保持装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了半球谐振陀螺高真空封装保持装置和方法

【技术实现步骤摘要】
半球谐振陀螺高真空封装保持装置和方法


[0001]本专利技术属于半球谐振陀螺
，具体涉及半球谐振陀螺结构封装
。

技术介绍

[0002]半球谐振陀螺是利用半球谐振子驻波进动效应来感测基座旋转的一种新型振动陀螺，具备高精度
、
低成本
、
小体积
、
高可靠性的独特优点，是目前惯性技术研究与应用的热点
。
半球谐振陀螺表结构主要包括半球谐振子
、
电极以及整体外壳
。
半球谐振子振动特性具有高品质因数
(Q
值
)
的特点，然而半球谐振陀螺封装时，空气阻尼为谐振子振动最主要的阻尼因素，当真空度不足时，阻尼过大，严重影响半球谐振陀振动性能甚至无法起振，因此高真空封装和保持是陀螺正常工作的基本要求
。
作为半球谐振陀螺制造的最后一环，真空封装涉及到的除气
、
密封装置及方法研究已被大量开展，但涉及到的片状吸气剂体积过大，无法达到陀螺小型化的要求，并且对于如何通过配合吸气剂与焊料温度梯度来实现陀螺真空封装目前无公开方案
。

技术实现思路

[0003]针对片状吸气剂体积过大，如何通过配合吸气剂与焊料温度梯度来实现陀螺真空封装的问题，本专利技术目的在于提供一种半球谐振陀螺小体积
、
高真空的封装方法和装置
。
[0004]为实现本专利技术目的，本专利技术提供了半球谐振陀螺高真空封装保持装置，采取技术方案如下：
[0005]所述装置包括：上层加热装置
、
上层温度传感器
、
下层加热装置
、
下层温度传感器
、
升降机构
、
隔热板
、
半球谐振陀螺精密组件
、
半球谐振陀螺外壳，上述部件均位于真空腔室内；
[0006]所述上层加热装置
、
上层温度传感器和半球谐振陀螺精密组件位于真空腔室上层，所述上层加热装置用于固定半球谐振陀螺精密组件并加热，所述上层温度传感器用于测量半球谐振陀螺精密组件温度；
[0007]所述下层加热装置
、
下层温度传感器和半球谐振陀螺外壳位于真空腔室1下层，所述下层加热装置用于固定半球谐振陀螺外壳并加热，所述下层温度传感器用于测量下层半球谐振陀螺外壳温度；
[0008]所述隔热板能构在真空腔室内水平移动，用来实现真空腔室上层与下层的温度阻隔；
[0009]所述升降机构连接上层加热装置，当下层装置加热，吸气剂激活时，上层加热装置上升，半球谐振陀螺精密组件与半球谐振陀螺外壳分离，移入隔热板，阻隔真空腔室上层与下层的温度，当吸气剂激活完毕，移走隔热板，升降机构带动上层加热装置下降，半球谐振陀螺精密组件与半球谐振陀螺外壳贴合，进行焊接
。
[0010]进一步的，所述上层加热装置按照半球谐振陀螺精密组件形状设计1个或多个工位，相对应的，所述下层加热装置按照半球谐振陀螺外壳形状设计1个或多个工位
。
[0011]进一步的，还包括水平微位移机构，用来对上层加热装置进行水平微调，保证半球谐振陀螺精密组件的基座与半球谐振陀螺外壳配合
。
[0012]进一步的，所述隔热板有若干块，采用旋钮控制机构控制每块板的水平移动，所述旋钮控制机构包括螺母
、
丝杆和导轨，隔热板固定在滚珠丝杠的螺母上，通过旋转丝杠控制隔热板的前进和后退，导轨用来使隔热板保持水平
。
[0013]优选地，在半球谐振陀螺外壳焊接处设计导流槽
。
[0014]基于所述的半球谐振陀螺高真空封装保持装置，本专利技术提供了半球谐振陀螺高真空封装保持方法，包括如下步骤：
[0015](1)
打开真空腔室，将半球谐振陀螺精密组件安装固定到上层加热装置工装上，利用升降机构将半球谐振陀螺精密组件上升到真空腔室上方；
[0016](2)
将半球谐振陀螺外壳放置于下层加热装置的卡槽上；
[0017](3)
关闭真空腔室并密封，将隔热板伸长置于半球谐振陀螺精密组件和半球谐振陀螺外壳之间；
[0018](4)
焊接前，将焊料预置于半球谐振陀螺精密组件的陀螺基座上，位于隔热板上层，薄膜吸气剂通过磁控溅射方式镀到半球谐振陀螺陀螺外壳内壁，位于隔热板下层；
[0019](6)
焊接时，待真空腔室到达所需真空指标后，启动下层加热装置，通过热传导使薄膜吸气剂受热激活，逸出气体通过抽气口被抽走，下层温度传感器测量加热温度并控制加热时间，保证薄膜吸气剂按照规定的温度曲线激活；上层温度传感器测量半球谐振陀螺精密组件温度，通过调节隔热板厚度保证预置在基座上的焊料不受下层温度影响；
[0020](7)
薄膜吸气剂加热到一定时间后激活完成，关闭下层加热装置，待温度下降后，将隔热板抽走；调整升降机构将半球谐振陀螺精密组件下降与半球谐振陀螺外壳贴合，调整水平微位移机构使半球谐振陀螺外壳与半球谐振陀螺精密组件的基座精准配合，陀螺内逸出气体经焊料缝隙排出，再次等待真空腔室内达到所需真空指标；
[0021](8)
待真空腔室到达所需真空指标后，启动上层加热装置，通过热传导使焊料达到液相线
‑
固相线，上层温度传感器测量加热温度并控制加热时间，保证焊料按照规定的温度曲线焊接；
[0022](9)
半球谐振陀螺外壳与半球谐振陀螺精密组件的基座焊接完成后，调整升降机构将半球谐振陀螺表从下层加热装置工装中拔出，真空腔室停止抽真空，打开放气阀，待真空度恢复至大气压后，打开真空腔室，将半球谐振陀螺表从上层加热装置工装上拆下
。
[0023]优选地，焊料采取圆环
+
圆环段的方式排列
。
[0024]与现有技术对比，本专利技术有益效果如下：
[0025]本专利技术提供了一种半球谐振陀螺真空封装与保持的装置和方法，通过设计带有温度差的焊接装置，使用薄膜吸气剂，实现高温激活吸气剂，低温焊接工件的需求，实现了半球谐振陀螺小型化的目标，并且实现了高真空度的封装与保持，降低了空气阻尼对半球谐振子振动性能的影响，为半球谐振陀螺性能提升提供有力技术支撑
。
本专利技术在大大缩小陀螺体积的前提下，满足了半球谐振陀螺批量高真空封装与保持的技术需求，极大提高了封装效率
。
附图说明
[0026]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
。
[0027]图1为本专利技术具体实施例提供的高真空封装保持装置示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
半球谐振陀螺高真空封装保持装置，其特征在于，所述装置包括：上层加热装置
(2)、
上层温度传感器
(3)、
下层加热装置
(4)、
下层温度传感器
(5)、
升降机构
(6)、
隔热板
(8)、
半球谐振陀螺精密组件
(11)、
半球谐振陀螺外壳
(12)
，上述部件均位于真空腔室
(1)
内；所述上层加热装置
(2)、
上层温度传感器
(3)
和半球谐振陀螺精密组件
(11)
位于所述真空腔室
(1)
上层，所述上层加热装置
(2)
用于固定半球谐振陀螺精密组件
(11)
并加热，所述上层温度传感器
(3)
用于测量半球谐振陀螺精密组件
(11)
温度；所述下层加热装置
(4)、
下层温度传感器
(5)
和半球谐振陀螺外壳
(12)
位于所述真空腔室
(1)
下层，所述下层加热装置
(4)
用于固定半球谐振陀螺外壳
(12)
并加热，所述下层温度传感器
(5)
用于测量下层半球谐振陀螺外壳
(12)
温度；所述隔热板
(8)
能构在真空腔室
(1)
内水平移动，用来实现真空腔室
(1)
上层与下层的温度阻隔；所述升降机构
(6)
连接上层加热装置
(2)
，当下层装置
(5)
加热，吸气剂激活时，所述上层加热装置
(2)
上升，所述半球谐振陀螺精密组件
(11)
与半球谐振陀螺外壳
(12)
分离，移入隔热板
(8)
，阻隔真空腔室
(1)
上层与下层的温度，当吸气剂激活完毕，移走隔热板
(8)
，升降机构
(6)
带动上层加热装置
(2)
下降，半球谐振陀螺精密组件
(11)
与半球谐振陀螺外壳
(12)
贴合，进行焊接
。2.
根据权利要求1所述的半球谐振陀螺高真空封装保持装置，其特征在于，所述上层加热装置
(2)
按照半球谐振陀螺精密组件
(11)
形状设计1个或多个工位，相对应的，所述下层加热装置
(4)
按照半球谐振陀螺外壳
(12)
形状设计1个或多个工位
。3.
根据权利要求1所述的半球谐振陀螺高真空封装保持装置，其特征在于，还包括水平微位移机构
(7)
，用来对上层加热装置
(2)
进行水平微调，保证半球谐振陀螺精密组件
(11)
的基座与半球谐振陀螺外壳
(12)
配合
。4.
根据权利要求1所述的半球谐振陀螺高真空封装保持装置，其特征在于，所述隔热板
(8)
有若干块，采用旋钮控制机构控制每块板的水平移动，所述旋钮控制机构包括螺母
(13)、
丝杆
(14)
和导轨
(15)
，隔热板
(8)
固定在滚珠丝杠
(14)
的螺母
(13)
上，通过旋转丝杠
(14)
控制隔热板
(8)
的前进和后退，导轨
(15)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海刚，李新月，朱毅，王宝军，李泽章，张超，秦玉霞，王建海，台云硕，
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：