[發明專利]靜態電容可調式微動調陀螺儀精密裝配體結構

有效

• 申請號: 201310017352.3
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103115617A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 夏敦柱;虞成;李宏生;王壽榮;孔倫
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01C19/02
• 分類號: G01C19/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及微動力調諧陀螺儀，具體涉及一種靜態電容可調式微動調陀螺儀精密裝配體結構。

背景技術

動力調諧陀螺儀發展于上世紀60年代，是一種用撓性支承懸掛轉子陀螺，陀螺轉子內環與驅動電機固連，其撓性支承的彈性剛度由支承本身產生的動力效應來補償的二自由度陀螺儀。動力調諧陀螺儀驅動電機通過驅動軸、撓性接頭帶動陀螺轉子高速旋轉。撓性接頭的結構能保證陀螺儀在垂直于驅動軸有速度時，陀螺轉子相對殼體產生較偏轉信號，一方面通過檢測偏轉信號，來確定轉子的偏角。另一方面，該信號通過靜電力反饋產生力矩，作用陀螺轉子，使陀螺轉子回到平衡位置。撓性接頭是一種連接裝置，各環通過撓性桿連接。通過調節，使平衡環產生的負彈性力矩與撓性桿產生的正彈性力矩相平衡，就是動力調諧。目前，動力調諧陀螺儀在精度、壽命和成本等方面擁有綜合優勢，在各種慣性系統中得到了廣泛的應用。動力調諧陀螺儀具有穩定性好、線路簡單、線性度好等優點。

傳統動力調諧陀螺儀轉子體設計和加工復雜，體積較大，隨著微機械加工技術的發展，動力調諧陀螺儀轉子體已可采用硅微加工技術加工，也就是現在的微動力調諧陀螺儀。微動力調諧陀螺儀是2003年在美國由Jenkins等人專利中首先提出，隨后國內外各研究單位均對微動力調諧陀螺儀進行了研究。微動力調諧陀螺儀由內環、平衡環、轉子環和扭桿彈簧組成，其采用硅微加工技術加工，具有體積小，質量輕，成本低等優點。東南大學王壽榮、蘇巖等發明了的調諧式微機電陀螺儀，其采用電容檢測技術。但是，其設計的調諧式微機電陀螺儀的靜態電容大小固定，無法調整。其載波和偏置電壓必須從各電極板加入，導致引線復雜，影響接口電路的性能，其調諧式微機電陀螺儀采用一體化加工，無法實現陀螺的拆卸和裝配，不利于陀螺的移植性。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有微動調陀螺儀靜態電容值不可調的缺點，以及微調諧陀螺儀接口電路引線復雜，提供一種靜態電容可調式微動調陀螺儀精密裝配體結構。

本發明采用的技術方案為：一種靜態電容可調式微動調陀螺儀精密裝配體結構，包括滑輪式底座、電機座、下電極支架、上電極支架、轉子下托片、轉子上壓片、墊圈、軸承座、軸承零件、電機、電機軸、陀螺轉子、上電極、下電極和尼龍，所述電機固定在電機座上，電機座與滑輪式底座裝配，所述電機座與下電極支架通過螺紋裝配，下電極支架上固定有與陀螺轉子間距可旋轉調節的下電極，且下電極支架外圍設有刻度，所述墊圈和上電極支架固定在下電極支架上，所述軸承座插放在上電極支架上，上電極支架上固定有上電極，軸承座孔內采用尼龍與軸承座絕緣，所述軸承零件固定于尼龍內部，所述轉子下托片套放在電機軸上，并設置轉子上壓片壓住。

作為優選，所述轉子上壓片設有凸臺，被軸承內圈壓住，使轉子體、軸承內圈和電機一起旋轉。軸承外圈固定在尼龍上，載波和偏置電壓信號可以加載到軸承外圈，通過軸承加到電機軸和轉子體上。由于軸承外圈靜止，可引線加入載波等信號，簡化通過電極板多個引腳加入信號。

作為優選，所述滑輪式底座與電機座均設有可旋轉調節的滑槽，使基座與電極板的坐標保持一致。下電極支架與上電極支架均設有深槽，確保上、下電極坐標保持一致。

作為優選，所述下電極支架放置微機電接口電路板，減小引線長度，提高信號抗干擾能力。

所述電機座與下電極支架通過螺紋裝配在一起，通過旋轉下電極支架調節下電極與陀螺轉子之間的間距，即可實現下電極與轉子體之間的靜態電容可調。所述墊圈設有不同的厚度，用于調節上電極支架與下電極支架之間的距離。微動調陀螺轉子體在上下電極之間，下電極與轉子體之間的距離確定之后，即可調節上電極與轉子體之間的間隙，實現上電極與轉子體之間的靜態電容可調。

有益效果：本發明具有的優點是：

1、靜態電容大小可調。通過旋轉下極板支架可調節下極板與轉子體之間的間距，并設有刻度觀察調節間距，通過放置不同厚度的墊圈調節上極板與轉子體之間的間距。靜態電容大小可調的優點有：

1）電容到電壓的轉換系數可調。由于C/V轉換系數與靜態電容值有關，調節靜態電容值即可調節C/V轉換系數，使陀螺檢測靈敏度可調，即陀螺的標度因素可調。

2）調整適當位置，可防止間隙過小導致轉子體和電極板產生吸合效應。由于微動調陀螺儀需加高壓使其工作在動力調諧狀態，間隙過小很可能使其產生吸合效應，影響陀螺工作狀態。