【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微机电系统制造，特别涉及一种电容间隙自适应微半球谐振子及其装配夹具和方法。
技术介绍
1、陀螺仪是惯性导航系统的核心器件之一，用于测量运动物体的角速度及角度变化。微半球陀螺具有全轴对称的结构形式和利于批量制造的工艺特点，使其兼具体积、成本、性能的综合优势，可以广泛应用于航空、航天、船舶、车辆、机器人等设备的导航和姿态测量领域。
2、微半球陀螺的核心部件为微半球谐振子和电极，装配后的微半球谐振子唇沿与电极之间有一层间隙，厚度为几微米到几十微米，从而构成微电容结构。
3、外界向微电容施加特定频率的交变电压可激励微半球谐振子产生四波腹振动，在此振动模态下微半球谐振子具备敏感外界旋转运动的特性，再通过对电容变化进行检测，可解算出外界的旋转角度或角速度等位置信息。若是电容间隙在微半球谐振子唇沿周向分布不均匀，则会影响上述过程，劣化微半球陀螺的精度。
4、中国专利cn202210609791.2公开了一种平面电极微半谐振陀螺装配夹具及批量化装配方法，此专利中采用间隙限位片上的支撑环充当垫片来控制间隙，支撑环的厚度决定了装配后的间隙。但支撑环的上下表面分别与微半球谐振子唇沿、电极表面硬接触，会对其产生污染。而且在装配完成后，垫片需要从间隙中抽出，在抽出的过程中垫片会与微半球谐振子唇沿、电极表面的金属膜层产生摩擦，从而对膜层产生损伤，影响激励检测效率。还有些相关论文中采用牺牲层充当垫片控制间隙，装配完成后采用对应溶液去除牺牲层，该种方案规避了垫片抽出过程中对膜层的损伤，但微米级间隙中的牺牲层不易
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供一种电容间隙自适应微半球谐振子及其装配夹具和方法，本专利技术能有效保证电容间隙的均匀性以及微半球谐振子与电极的同轴度，提高微半球陀螺的可靠性。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种电容间隙自适应微半球谐振子，包括半球体和锚柱，所述锚柱设于半球体中心，所述锚柱远离半球体一端为锚点平面，半球体端面为唇沿，锚柱伸出唇沿一定长度，从而使得锚点平面距离唇沿有一定高度。
4、本专利技术还提供了一种电容间隙自适应微半球谐振子制作用模具，所述模具包括竖直设置的圆柱形模具本体，所述模具本体上端面设有圆环形凹腔，从而在圆环形凹腔中心形成支撑柱，所述支撑柱顶面与模具本体上端面齐平且支撑柱顶面大小与锚点平面对应，并在凹腔底部设有若干气孔，所有气孔均匀分布且贯穿模具本体下端面；在凹腔外侧对应的模具本体上端面设有圆环形台阶，台阶的宽度大于微半球谐振子唇沿宽度，台阶的深度与锚点平面距离唇沿的高度对应。
5、本专利技术还提供了包括上述一种电容间隙自适应微半球谐振子的微半球陀螺装配夹具，该装配夹具包括底座和盖板，其特征在于，底座的上端面设有内台阶，并在内台阶内均匀设有若干电极限位槽，所述电极限位槽大小与待装配电极大小对应且电极限位槽深度小于电极厚度，同时在电极限位槽中心对应的底座上设有用于容纳微半球谐振子半球体的容纳腔，同时在电极限位槽内设有唇沿定位槽，所述唇沿定位槽大小与微半球谐振子唇沿大小对应且唇沿定位槽的深度小于微半球谐振子唇沿厚度。
6、所述盖板下端面设有与内台阶对应的凸台，便于盖板凸台落入内台阶内，同时内台阶外侧对应的底座上均匀分布有若干螺纹孔，盖板上设有与螺纹孔一一对应的通孔，便于紧固螺钉穿过通孔插入螺纹孔内以将盖板紧固在底座上。
7、一种微半球陀螺装配方法，采用前面所述的一种微半球陀螺装配夹具进行装配，具体包括以下步骤：
8、（1）将微半球谐振子半球体放入底座的容纳腔中，同时使微半球谐振子唇沿落入唇沿定位槽中；
9、（2）将粘接材料放置在微半球谐振子锚点平面上，再将电极正面朝下，放入电极限位槽中并与粘接材料接触；
10、（3）将盖板凸台与底座内台阶对齐放下，盖板凸台落入底座内台阶中，然后拧紧紧固螺钉；
11、（4）对粘接材料进行固化；
12、（5）待粘接材料固化后松开紧固螺钉，微半球谐振子锚点平面向上回弹形变，微半球谐振子唇沿与电极正面之间形成间隙，从而完成微半球陀螺的装配。
13、进一步地，所述粘接材料包括但不限于为导电银浆或预成型焊料。
14、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
15、本专利技术可实现微半球谐振子与电极之间的电容间隙自适应装配，能有效保证电容间隙的均匀性以及微半球谐振子与电极的同轴度。同时，无需垫片、牺牲层等间隙控制方法，能有效避免垫片对微半球谐振子和电极表面金属膜层产生损伤，以及避免牺牲层对微半球谐振子造成污染等缺点，提高微半球陀螺的可靠性。
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1.一种电容间隙自适应微半球谐振子，包括半球体和锚柱，所述锚柱设于半球体中心，所述锚柱远离半球体一端为锚点平面，半球体端面为唇沿，其特征在于，锚柱伸出唇沿一定长度，从而使得锚点平面距离唇沿有一定高度。
2.权利要求1所述的一种电容间隙自适应微半球谐振子制作用模具，包括竖直设置的圆柱形模具本体，所述模具本体上端面设有圆环形凹腔，从而在圆环形凹腔中心形成支撑柱，所述支撑柱顶面与模具本体上端面齐平且支撑柱顶面大小与锚点平面对应，并在凹腔底部设有若干气孔，所有气孔均匀分布且贯穿模具本体下端面；其特征在于，在凹腔外侧对应的模具本体上端面设有圆环形台阶，台阶的宽度大于微半球谐振子唇沿宽度，台阶的深度与锚点平面距离唇沿的高度对应。
3.一种微半球陀螺，其特征在于，所述微半球陀螺包括权利要求1所述的一种电容间隙自适应微半球谐振子。
4.权利要求3所述的一种微半球陀螺装配夹具，包括底座和盖板，其特征在于，底座的上端面设有内台阶，并在内台阶内均匀设有若干电极限位槽，所述电极限位槽大小与待装配电极大小对应且电极限位槽深度小于电极厚度，同时在电极限位槽中心对应的底座上
5.一种微半球陀螺装配方法，其特征在于，采用权利要求4所述的一种微半球陀螺装配夹具进行装配，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种微半球陀螺装配方法，其特征在于，所述粘接材料为导电银浆或预成型焊料。
...【技术特征摘要】
1.一种电容间隙自适应微半球谐振子，包括半球体和锚柱，所述锚柱设于半球体中心，所述锚柱远离半球体一端为锚点平面，半球体端面为唇沿，其特征在于，锚柱伸出唇沿一定长度，从而使得锚点平面距离唇沿有一定高度。
2.权利要求1所述的一种电容间隙自适应微半球谐振子制作用模具，包括竖直设置的圆柱形模具本体，所述模具本体上端面设有圆环形凹腔，从而在圆环形凹腔中心形成支撑柱，所述支撑柱顶面与模具本体上端面齐平且支撑柱顶面大小与锚点平面对应，并在凹腔底部设有若干气孔，所有气孔均匀分布且贯穿模具本体下端面；其特征在于，在凹腔外侧对应的模具本体上端面设有圆环形台阶，台阶的宽度大于微半球谐振子唇沿宽度，台阶的深度与锚点平面距离唇沿的高度对应。
3.一种微半球陀螺，其特征在于，所述微半球陀螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢昱瑾，林丙涛，贺韵祺，杨峰，梅松，梁曙岚，陈苗，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：发明
国别省市：
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