專利名稱：一種mems陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件及其安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別一種MEMS陀螺儀的精 密安裝基準(zhǔn)體組件及其安裝方法，適用于各種敏感軸水平的低成本、微小型 MEMS振動(dòng)陀螺儀。
背景技術(shù)：
慣性測(cè)量單元是導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)中的一種非常重要的設(shè)備。它由 三只陀螺儀和三只加速度計(jì)組成，根據(jù)慣性導(dǎo)航原理的要求，需要三只陀螺 儀的壽文感軸在空間兩兩互相垂直并且分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)載體坐標(biāo)軸平行。慣 性測(cè)量單元工作時(shí)不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾， 這一獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，使其成為運(yùn)載體，尤其是航天、航空和航海領(lǐng)域中運(yùn)載體的 一種廣泛使用的主要導(dǎo)航方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從工程角度看，更小 的器件、更小的部件、更小的結(jié)構(gòu)單元甚至更小的分系統(tǒng)，在許多方面表現(xiàn) 出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能滿足很多特殊場(chǎng)合和功能的要求，以航天、航空和航海 為代表的領(lǐng)域中出現(xiàn)了一大批小型化運(yùn)載體，這些小型化運(yùn)載體對(duì)微小型慣 性測(cè)量單元的要求變得非常迫切和突出，例如小型化飛機(jī)翼展往往不足一 米，有的甚至只有手掌般大，它內(nèi)部的空間和能夠承受的載荷非常有限，這 就要求它們的慣性測(cè)量單元體積很小、重量很輕。
隨著微型制造技術(shù)和MEMS技術(shù)的發(fā)展，新一代微型MEMS陀螺儀迅 速發(fā)展起來，為微小型慣性測(cè)量單元的設(shè)計(jì)和研制提供了有力支持。但是微 型MEMS陀螺儀的工作原理、制造工藝和應(yīng)用方式等決定了目前MEMS陀 螺儀的核心敏感元件通常都是集成在一個(gè)貼片封裝的芯片里。為.了保證此芯
片能夠工作在正常狀態(tài)， 一般都需要配以必須的外圍電路，應(yīng)用肘需要將
MEMS陀螺芯片和需要配給的電子元件焊接在一塊小型的電路板上。所以 這類微型MEMS振動(dòng)陀螺儀本體的外觀就是一塊集成了各個(gè)元件的電路 板。在MEMS陀螺儀中，有一大類陀螺儀的敏感軸就平行于此電路板面， 稱為敏感軸水平的MEMS陀螺儀，這種MEMS陀螺儀的本體電路板一般都 是由螺釘通過安裝孔來安裝。例如，BEI公司生產(chǎn)的石英MEMS陀螺儀 LCG50的本體外觀如圖1所示，它由螺釘1通過安裝孔配合金屬墊片2和 金屬支撐圓筒3來安裝，金屬支撐圓筒3嵌入橡膠隔震墊4中，支撐焊接了 陀螺儀敏感元件5的陀螺儀處理電路板6,陀螺儀敏感元件5的敏感軸平行 于電路板6的板面。石英MEMS陀螺儀LCG50外觀的正視圖如圖2所示， 其安裝孔位于本體電路板的四個(gè)角上，陀螺儀敏感元件位于電路板中央，其 它外圍電路元件散布在陀螺儀敏感元件周圍。
輸入軸失準(zhǔn)角是陀螺儀真實(shí)敏感軸與理想敏感軸之間的夾角，MEMS 陀螺儀的輸入軸失準(zhǔn)角一般都很大，對(duì)陀螺精度的影響也很大，是最需要關(guān) 心的參數(shù)之一。為了描述問題的方便，定義微型MEMS陀螺儀的坐標(biāo)系oxyz 如圖3所示，理想狀態(tài)下，ox坐標(biāo)軸與陀螺儀敏感軸重合，平面oxy與MEMS 陀螺儀安裝第一基準(zhǔn)面平行，oz坐標(biāo)軸與MEMS陀螺儀安裝基準(zhǔn)面垂直。 但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，陀螺儀的真實(shí)敏感軸oA軸與ox坐標(biāo)軸不可能完 全重合，也不可能完全平行。定義陀螺儀實(shí)際敏感軸oA在平面oxz中的投 影與ox坐標(biāo)軸之間的夾角為縱偏角，記為a,即陀螺儀實(shí)際敏感軸oA與安 裝第一基準(zhǔn)面之間的夾角；定義陀螺儀實(shí)際敏感軸oA在平面oxy中的投影 與ox坐標(biāo)軸之間的夾角為橫偏角，記為/5,即陀螺儀實(shí)際敏感軸oA與第二 安裝基準(zhǔn)面之間的夾角。
目前的MEMS陀螺儀的應(yīng)用，都是將如圖1、圖2所示的敏感軸水平 的MEMS陀螺儀直接安裝在慣性測(cè)量單元支架上，而且在導(dǎo)航解算中，其 數(shù)據(jù)處理方法仍然仿照輸入軸失準(zhǔn)角很小的傳統(tǒng)高精度陀螺儀，在其測(cè)試、
標(biāo)定、建模、以及導(dǎo)航解算等過程中，對(duì)陀螺儀輸入軸失準(zhǔn)角進(jìn)行小角度線 性化處理，達(dá)到降低問題的難度，筒化算法，減小處理時(shí)間的目的。根據(jù)各
個(gè)陀螺儀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合圖3分析可知，縱偏角《和橫偏角-分別是微型 MEMS陀螺儀輸入軸失準(zhǔn)角在平面oxz和平面oxy中的投影。則目前MEMS 陀螺儀的安裝方法，會(huì)引起很大的縱偏角"和橫偏角-，很大的縱偏角《和 橫偏角-決定了此時(shí)微型MEMS陀螺儀輸入軸失準(zhǔn)角很大，因此，導(dǎo)航解 算中，對(duì)MEMS陀螺儀的輸入軸失準(zhǔn)角采用線性化處理時(shí)，就會(huì)引入很大 的近似誤差，犧牲大量的系統(tǒng)精度。而如果不進(jìn)行小角度線性化處理，陀螺 儀的參數(shù)之間就會(huì)相互影響，相互耦合，參數(shù)模型嚴(yán)重非線性，使得傳統(tǒng)的 器件測(cè)試、標(biāo)定、補(bǔ)償以及導(dǎo)航解算的模型復(fù)雜難解。
目前直接將敏感軸水平的MEMS陀螺儀本體安裝在慣性測(cè)量單元支架 上的傳統(tǒng)安裝方式，存在著如下缺陷
(1 )微型MEMS陀螺儀依靠電路板保證水平敏感軸的指向，而電路板 一般是塑料基底，其剛度、強(qiáng)度、硬度等指標(biāo)很低，容易變形，穩(wěn)定性差， 振動(dòng)模態(tài)低，很容易受到外界環(huán)境的影響，抗干擾能力差，這些都大大降低 了微型MEMS陀螺儀本體與其他部件的裝配精度。
(2) 電路板表面的平面度、光潔度等指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一般的金屬安裝面， 如果將帶有核心敏感元件的電路板直接安裝在慣性測(cè)量單元的支架上，這些 因素將直接影響微型MEMS陀螺儀水平敏感軸縱偏角的大小，使微型 MEMS陀螺儀水平敏感軸的縱偏角a安裝誤差大、精度難以控制。
(3) 電路板由螺釘通過安裝孔來固定，而安裝孔與螺釘之間一般是過 盈配合，在螺釘緊固之前，陀螺儀在安裝基準(zhǔn)面中不受約束，無法控制微型 MEMS陀螺儀水平敏感軸橫偏角的安裝精度，螺釘緊固后，會(huì)使微型MEMS 陀螺儀水平敏感軸的橫偏角-的安裝誤差大、精度難以控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)詠的牧術(shù)解決問題克服現(xiàn)有敏感軸水平的微型MEMS、振動(dòng)陀螺 儀安裝誤差大、精度難以控制的不足，提供一種高精度、可修正的MEMS 陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件及其安裝方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件， 其特點(diǎn)在于包括精密安裝基準(zhǔn)體和敏感軸水平的微型MEMS振動(dòng)陀螺儀 本體，安裝基準(zhǔn)體的主體為內(nèi)部凹陷的長方體，包括第一基準(zhǔn)面、第二基準(zhǔn) 面和內(nèi)部凹陷空間，內(nèi)部凹陷空間的形狀根據(jù)陀螺儀本體的外形尺寸設(shè)計(jì)而 成，以使陀螺儀本體嵌入到精密安裝基準(zhǔn)體的內(nèi)部凹陷空間里，與MEMS 陀螺儀本體安裝面平行的底面作為第一基準(zhǔn)面，與MEMS陀螺儀水平敏感 軸垂直的基準(zhǔn)體側(cè)面作為第二基準(zhǔn)面；凹陷空間內(nèi)部有兩種安裝孔， 一種為 螺紋孔，其位置由將陀螺儀本體固定在安裝基準(zhǔn)體內(nèi)的安裝形式?jīng)Q定，另一 種為通孔，其位置由將安裝基準(zhǔn)體安裝到載體上的安裝形式?jīng)Q定。在不作為 基準(zhǔn)面的側(cè)面開孔，作為陀螺儀本體的走線孔。
所述的精密安裝基準(zhǔn)體的材料采用硬鋁合金，或銅及銅合金、或鋼及鋼 合金、或鈦合金、或鎂合金、或鎂鋁合金、或鎂鋰合金、或結(jié)構(gòu)陶瓷、或微 米陶瓷、或金屬基復(fù)合材料、或陶瓷基復(fù)合材料。
所述的第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面的表面粗糙度及。優(yōu)于1.6。
利用權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件的安裝方 法，其特征在于包括以下步驟
(1) 通過機(jī)械加工初步加工制作出安裝基準(zhǔn)體后，將敏感軸水平的微 型MEMS振動(dòng)陀螺儀本體安裝在其內(nèi)部；
(2) 按照陀螺儀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試出微型MEMS振動(dòng)陀螺儀的輸入軸失 準(zhǔn)角的大小和方向，并計(jì)算出縱偏角a和橫偏角/ 的大小和方向；
(3) 根據(jù)縱偏角a的大小和方向，對(duì)安裝基準(zhǔn)體的第一基準(zhǔn)面加工修 正，使修正后的第一基準(zhǔn)面相對(duì)陀螺儀坐標(biāo)系oxyz偏轉(zhuǎn)-a角，從而使縱偏 角"趨向于零;同樣，根據(jù)橫偏角p,修正第二基泉面,.使修正后的.第二基
準(zhǔn)面相對(duì)陀螺儀坐標(biāo)系oxyz偏轉(zhuǎn)-z 角，從而使橫偏角-趨向于零;
(4)再次按照陀螺儀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試出微型MEMS振動(dòng)陀螺儀的輸入 軸失準(zhǔn)角，并計(jì)算出縱偏角a和橫偏角/8的大小和方向，如果縱偏角"和橫 偏角/ 的誤差精度不在要求范圍內(nèi)，則重復(fù)步驟(3)和(4);如果縱偏角 a和橫偏角/ 的大小滿足要求，則MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件即可 正常使用。
本發(fā)明的原理是本發(fā)明采用精密安裝基準(zhǔn)體和敏感軸水平的微型 MEMS振動(dòng)陀螺儀本體，組裝結(jié)構(gòu)形式如圖4所示，精密安裝基準(zhǔn)體的外 形圖如圖5所示，精密安裝基準(zhǔn)體優(yōu)于微型MEMS陀螺儀電路板的特性是 便于二次加工，如果某平面相對(duì)陀螺儀的夾角不能滿足要求，可以根據(jù)夾角 的大小和方向，對(duì)安裝基準(zhǔn)體上的這個(gè)平面重新切削、加工、修正，使修正 后的平面偏轉(zhuǎn)，從而可以使夾角趨向于零。而且，MEMS陀螺儀的精密安 裝基準(zhǔn)體內(nèi)部有安裝孔，如圖5所示，其中， 一類為螺紋孔，用來將微型 MEMS陀螺儀固定在安裝基準(zhǔn)體內(nèi)， 一旦固定就輕易不再拆卸；另一類為 通孔，用來將安裝基準(zhǔn)體安裝在其他設(shè)備上。MEMS陀螺儀的精密安裝基 準(zhǔn)體內(nèi)部凹陷空間，留有空間以安裝MEMS陀螺儀本體，本體電路板上有 陀螺儀的一面向下安裝，使陀螺儀恰好完全嵌入安裝基準(zhǔn)體底部設(shè)計(jì)的凹槽 中，如圖6所示。當(dāng)本體完全嵌入MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體內(nèi)部后， 利用螺釘與內(nèi)凹空間對(duì)角的兩個(gè)螺紋孔配合如圖4所示，使本體固定其中， 這樣安裝精度大大提高。
另外，安裝基準(zhǔn)體的底面作為第一基準(zhǔn)面，通過對(duì)第一基準(zhǔn)面的修正， 可以使微型MEMS陀螺儀水平敏感軸的縱偏角a趨向于零；開有扁形通孔 的側(cè)面，用來走電子線路，不能作為安裝基準(zhǔn)；沒有開扁形通孔的側(cè)面作為 第二基準(zhǔn)面，通過對(duì)第二基準(zhǔn)面的修正，可以使微型MEMS陀螺儀水平敏 感軸的橫偏角-趨向于零，這樣通過可修改，也使安裝精度提高。
此外，制作材料首選金屬材料，在一些對(duì)絕緣性、穩(wěn)定性有特殊要求的
場(chǎng)合下，也可以逸擇某些特珠的陶t:'材料。這些材料具有足夠'的剛度、強(qiáng)度、 硬度，與微型MEMS陀螺儀的電路板相比，不易變形，穩(wěn)定性好。而且其 可塑性較高，可以加工出滿足要求的平面度、光潔度、垂直度等裝配指標(biāo)， 有利于提高微型MEMS陀螺儀與其他部件裝配的精度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明能夠提高M(jìn)EMS陀螺儀的 安裝精度，使慣性測(cè)量單元中三只陀螺儀敏感軸在空間兩兩互相之間的垂直 度和陀螺敏感軸與對(duì)應(yīng)載體坐標(biāo)軸之間的平行度達(dá)到很高的精度，且可修 改，具體表現(xiàn)在以下三點(diǎn)
(1 )本發(fā)明設(shè)計(jì)的MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體內(nèi)部凹陷空間，留 有空間以安裝MEMS陀螺儀本體，本體電路板上有陀螺儀的一面向下安裝， 使陀螺儀恰好完全嵌入安裝基準(zhǔn)體底部設(shè)計(jì)的凹槽中，如圖6所示。當(dāng)本體 完全嵌入MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體內(nèi)部后，利用螺釘與內(nèi)凹空間對(duì) 角的兩個(gè)螺紋孔配合如圖4所示，使本體固定其中，使安裝精度大大提高。
(2 )此外，通過采用的材料具有很好的剛度、強(qiáng)度、硬度，與微型MEMS 陀螺儀的電路板相比，不易變形，穩(wěn)定性好，也可以大大提高微型MEMS 陀螺儀與其他部件裝配的精度。
(3) 以微型MEMS陀螺儀精密安裝基準(zhǔn)體組件的第一基準(zhǔn)面作為安裝 面，由于安裝基準(zhǔn)體加工材料的可塑性較高，可以對(duì)第一基準(zhǔn)面加工出滿足 很高的平面度、光潔度等裝配指標(biāo)，通過對(duì)第一基準(zhǔn)面的修正，可以使微型 MEMS陀螺儀水平敏感軸的縱偏角a趨向于零，通過可修改，使安裝精度大 大提高。
(4) 以微型MEMS陀螺儀精密安裝基準(zhǔn)體組件的第二基準(zhǔn)面作為陀螺 儀的安裝基準(zhǔn)，同樣由于安裝基準(zhǔn)體加工材料的可塑性凝高，可以對(duì)第二基 準(zhǔn)面加工出滿足很高的平面度、光潔度等裝配指標(biāo)，通過對(duì)第二基準(zhǔn)面的修 正，可以保證將微型MEMS陀螺儀的水平敏感軸安裝在一定精度內(nèi)，使微 型MEMS陀螺儀水平敏感軸的橫偏角/ 趨向于零，這樣通過可修改，使安
裝精度大大提高。


圖1為石英MEMS陀螺儀LCG50陀螺本體的外觀及安裝示意圖，圖中 1、緊固螺釘，2、金屬墊片，3、金屬支撐圓筒，4、橡膠隔震墊，5、陀螺 核心敏感元件、6、陀螺儀電路板；
圖2為石英MEMS陀螺儀LCG50的正視圖，圖中7、第一安裝基準(zhǔn) 面，8、第二安裝基準(zhǔn)面；
圖3為本發(fā)明的微型MEMS陀螺儀示意圖中的坐標(biāo)和偏角定義說明圖4為本發(fā)明的精密安裝基準(zhǔn)體和MEMS陀螺儀的裝配圖，其中圖4a 為左前俯視圖，圖4b為俯視圖5為本發(fā)明MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體的外形圖，其中圖5a 為左前俯視圖，圖5b為俯視圖6為本發(fā)明的精密安裝基準(zhǔn)體和MEMS陀螺儀裝配的爆炸圖，其中 圖6a為左前俯視圖，圖6b為右前仰視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以微型MEMS陀螺儀以BEI公司生產(chǎn)的石英MEMS陀螺儀 LCG50為實(shí)例，設(shè)計(jì)精密安裝基準(zhǔn)體組件。
LCG50的^r密安裝基準(zhǔn)體組件裝配圖如圖4所示，包括精密安裝基準(zhǔn) 體和敏感軸水平的微型MEMS振動(dòng)陀螺儀本體。其精密安裝基準(zhǔn)體如圖5 所示，主體為一個(gè)外表面光滑的長方體，包括第一基準(zhǔn)面、第二基準(zhǔn)面和內(nèi) 部凹陷空間。內(nèi)部凹陷空間由上表面向內(nèi)部'凹膝,形狀根據(jù)LGG50陀螺儀 本體的外形尺寸設(shè)計(jì)而成，以使LCG50陀螺儀本體嵌入到精密安裝基準(zhǔn)體 的內(nèi)部凹陷空間里，LCG50陀螺儀本體與精密安裝基準(zhǔn)體的配合關(guān)系如圖6 所示。與LCG50陀螺儀安裝面平行的底面7作為第一基準(zhǔn)面，與LCG50
陀螺儀水平敏感軸垂直的基準(zhǔn)體側(cè)面8作為第二基準(zhǔn)面，含有微型MEMS 振動(dòng)陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件將通過這兩個(gè)基準(zhǔn)面與載體配合安裝。
凹陷空間內(nèi)部有兩種安裝孔， 一種為螺紋孔，用來將LCG50陀螺儀固 定在安裝基準(zhǔn)體內(nèi)，陀螺儀一旦固定就輕易不再拆卸； 一種為通孔，用來將 安裝基準(zhǔn)體安裝到載體上。在不作為基準(zhǔn)面的側(cè)面開孔，作為電路的走線孔。
具體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)石英MEMS陀螺儀LCG50的外形尺寸，設(shè)計(jì)MEMS 陀螺儀精密安裝基準(zhǔn)體內(nèi)陷空間的尺寸、形狀、安裝孔、工藝等加工參數(shù)， 再設(shè)計(jì)安裝基準(zhǔn)體外部特性，主要包括基準(zhǔn)面的位置、尺寸、形狀、加工工 藝等指標(biāo)和參數(shù)。
設(shè)計(jì)完成后，按設(shè)計(jì)參數(shù)和指標(biāo)，先初步加工出MEMS陀螺儀安裝基 準(zhǔn)體，要求第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面有較高的平面度和光潔度，將石英 MEMS陀螺儀LCG50緊密的固定安裝在MEMS陀螺儀基準(zhǔn)體的內(nèi)陷空間 里，使之難以再與陀螺儀安裝基準(zhǔn)體發(fā)生相對(duì)的位置移動(dòng)， 一經(jīng)緊固，不再 輕易拆卸。再按照陀螺儀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，利用轉(zhuǎn)臺(tái)，以第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面 為安裝基準(zhǔn)，測(cè)試出微型MEMS振動(dòng)陀螺儀的輸入軸失準(zhǔn)角的大小和方向， 并計(jì)算出縱偏角a和沖黃偏角 〃的大小和方向。才艮據(jù)縱偏角a的大小和方向，
對(duì)安裝基準(zhǔn)體的第一基準(zhǔn)面，利用銑床、磨床等再一次進(jìn)行加工修正，使修 正后的平面相對(duì)陀螺儀坐標(biāo)系oxyz偏轉(zhuǎn)"角，從而使縱偏角"趨向于零；同 樣，根據(jù)橫偏角/ ，修正第二基準(zhǔn)面，從而使橫偏角〃趨向于零。加工后再 測(cè)試、計(jì)算，如果縱偏角a和橫偏角/ 的大小不滿足要求，則再加工、再測(cè) 試，直到測(cè)試、計(jì)算的縱偏角"和橫偏角"的大小滿足要求為止。
本發(fā)明可以作為一種通用的微型MEMS陀螺儀精密安裝基準(zhǔn)體組件的 形式和應(yīng)用方法，應(yīng)用者可以根據(jù)各自特殊的微型MEMS陀螺儀的特點(diǎn)， 通過修改尺寸或局部結(jié)構(gòu)來靈活方便地實(shí)現(xiàn)其功能。
權(quán)利要求
1、一種MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件，其特征在于包括精密安裝基準(zhǔn)體和敏感軸水平的微型MEMS振動(dòng)陀螺儀本體，安裝基準(zhǔn)體的主體為內(nèi)部凹陷的長方體，包括第一基準(zhǔn)面、第二基準(zhǔn)面和內(nèi)部凹陷空間，內(nèi)部凹陷空間的形狀根據(jù)陀螺儀本體的外形尺寸設(shè)計(jì)而成，以使陀螺儀本體嵌入到該凹陷空間里，與MEMS陀螺儀本體安裝面平行的底面作為第一基準(zhǔn)面，與MEMS陀螺儀水平敏感軸垂直的基準(zhǔn)體側(cè)面作為第二基準(zhǔn)面；凹陷空間內(nèi)部有兩種安裝孔，一種為螺紋孔，其位置由將陀螺儀本體固定在安裝基準(zhǔn)體內(nèi)的安裝形式?jīng)Q定，另一種為通孔，其位置由將安裝基準(zhǔn)體安裝到載體上的安裝形式?jīng)Q定，在不作為基準(zhǔn)面的側(cè)面開孔，作為陀螺儀本體的走線孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件，其特 征在于所述的精密安裝基準(zhǔn)體的材料采用硬鋁合金，或銅及銅合金、或鋼 及鋼合金、或鈦合金、或鎂合金、或鎂鋁合金、或鎂鋰合金、或結(jié)構(gòu)陶瓷、 或微米陶資、或金屬基復(fù)合材料、或陶瓷基復(fù)合材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件，其特 征在于所述的第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面的表面粗糙度凡優(yōu)于1.6。
4、 利用權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件的安裝 方法，其特征在于包括以下步驟(1) 通過機(jī)械加工初步加工制作出安裝基準(zhǔn)體后，將敏感軸水平的微 型MEMS振動(dòng)陀螺儀本體安裝在其內(nèi)部；(2) 按照陀螺儀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試出微型MEMS振動(dòng)陀螺儀的輸入軸失 準(zhǔn)角的大小和方向，并計(jì)算出縱偏角a和橫偏角 〃的大小和方向；(3) 根據(jù)縱偏角"的大小和方向，對(duì)安裝基準(zhǔn)體的第一基準(zhǔn)面加工修 正，使修正后的第一基準(zhǔn)面相對(duì)陀螺儀坐標(biāo)系oxyz偏轉(zhuǎn)-a角，從而使縱偏角a趨向于零；同樣，根據(jù)橫偏角-,修正第二基準(zhǔn)面，使修正后的第二基準(zhǔn)面相對(duì)陀螺儀坐標(biāo)系oxyz偏轉(zhuǎn)--角，從而使橫偏角-趨向于零；(4)再次按照陀螺儀測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)試出微型MEMS振動(dòng)陀螺儀的輸入 軸失準(zhǔn)角，并計(jì)算出縱偏角a和4黃偏角/9的大小和方向，如果縱偏角"和才黃 偏角p的誤差精度不在要求范圍內(nèi)，則重復(fù)步驟(3)和(4);如果縱偏角 "和橫偏角/ 的大小滿足要求，則MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件即可 正常使用。
全文摘要
一種MEMS陀螺儀的精密安裝基準(zhǔn)體組件及其安裝方法，包括精密安裝基準(zhǔn)體和敏感軸水平的微型MEMS振動(dòng)陀螺儀本體，陀螺儀本體嵌入到基準(zhǔn)體內(nèi)部凹陷空間里，基準(zhǔn)體采用裝配性能和二次加工性能優(yōu)良的材料制成，組件通過第一基準(zhǔn)面和第二基準(zhǔn)面與載體連接。安裝時(shí)先加工出基準(zhǔn)體初型，并安裝陀螺儀，再測(cè)試出陀螺的輸入軸失準(zhǔn)角，計(jì)算出安裝偏角，然后根據(jù)偏角，修正安裝基準(zhǔn)體的基準(zhǔn)面，使偏角趨向于零。本發(fā)明利用了基準(zhǔn)體制備材料優(yōu)良的裝配性能和二次加工性能，通過加工和修正來提高陀螺安裝精度，適用于各種通過電路板安裝的敏感軸水平的微型陀螺儀，尤其適用于組成各種小型化運(yùn)載體中慣性測(cè)量單元的微型MEMS振動(dòng)陀螺儀。
文檔編號(hào)G01C19/5783GK101109634SQ200710119970
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者馮浩楠, 張海鵬, 房建成, 杰 秦, 蔣顏偉, 冶 陶 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)