[发明专利]静态电容可调式微动调陀螺仪精密装配体结构

说明书

技术领域

本发明涉及微动力调谐陀螺仪，具体涉及一种静态电容可调式微动调陀螺仪精密装配体结构。

背景技术

动力调谐陀螺仪发展于上世纪60年代，是一种用挠性支承悬挂转子陀螺，陀螺转子内环与驱动电机固连，其挠性支承的弹性刚度由支承本身产生的动力效应来补偿的二自由度陀螺仪。动力调谐陀螺仪驱动电机通过驱动轴、挠性接头带动陀螺转子高速旋转。挠性接头的结构能保证陀螺仪在垂直于驱动轴有速度时，陀螺转子相对壳体产生较偏转信号，一方面通过检测偏转信号，来确定转子的偏角。另一方面，该信号通过静电力反馈产生力矩，作用陀螺转子，使陀螺转子回到平衡位置。挠性接头是一种连接装置，各环通过挠性杆连接。通过调节，使平衡环产生的负弹性力矩与挠性杆产生的正弹性力矩相平衡，就是动力调谐。目前，动力调谐陀螺仪在精度、寿命和成本等方面拥有综合优势，在各种惯性系统中得到了广泛的应用。动力调谐陀螺仪具有稳定性好、线路简单、线性度好等优点。

传统动力调谐陀螺仪转子体设计和加工复杂，体积较大，随着微机械加工技术的发展，动力调谐陀螺仪转子体已可采用硅微加工技术加工，也就是现在的微动力调谐陀螺仪。微动力调谐陀螺仪是2003年在美国由Jenkins等人专利中首先提出，随后国内外各研究单位均对微动力调谐陀螺仪进行了研究。微动力调谐陀螺仪由内环、平衡环、转子环和扭杆弹簧组成，其采用硅微加工技术加工，具有体积小，质量轻，成本低等优点。东南大学王寿荣、苏岩等发明了的调谐式微机电陀螺仪，其采用电容检测技术。但是，其设计的调谐式微机电陀螺仪的静态电容大小固定，无法调整。其载波和偏置电压必须从各电极板加入，导致引线复杂，影响接口电路的性能，其调谐式微机电陀螺仪采用一体化加工，无法实现陀螺的拆卸和装配，不利于陀螺的移植性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有微动调陀螺仪静态电容值不可调的缺点，以及微调谐陀螺仪接口电路引线复杂，提供一种静态电容可调式微动调陀螺仪精密装配体结构。

本发明采用的技术方案为：一种静态电容可调式微动调陀螺仪精密装配体结构，包括滑轮式底座、电机座、下电极支架、上电极支架、转子下托片、转子上压片、垫圈、轴承座、轴承零件、电机、电机轴、陀螺转子、上电极、下电极和尼龙，所述电机固定在电机座上，电机座与滑轮式底座装配，所述电机座与下电极支架通过螺纹装配，下电极支架上固定有与陀螺转子间距可旋转调节的下电极，且下电极支架外围设有刻度，所述垫圈和上电极支架固定在下电极支架上，所述轴承座插放在上电极支架上，上电极支架上固定有上电极，轴承座孔内采用尼龙与轴承座绝缘，所述轴承零件固定于尼龙内部，所述转子下托片套放在电机轴上，并设置转子上压片压住。

作为优选，所述转子上压片设有凸台，被轴承内圈压住，使转子体、轴承内圈和电机一起旋转。轴承外圈固定在尼龙上，载波和偏置电压信号可以加载到轴承外圈，通过轴承加到电机轴和转子体上。由于轴承外圈静止，可引线加入载波等信号，简化通过电极板多个引脚加入信号。

作为优选，所述滑轮式底座与电机座均设有可旋转调节的滑槽，使基座与电极板的坐标保持一致。下电极支架与上电极支架均设有深槽，确保上、下电极坐标保持一致。

作为优选，所述下电极支架放置微机电接口电路板，减小引线长度，提高信号抗干扰能力。

所述电机座与下电极支架通过螺纹装配在一起，通过旋转下电极支架调节下电极与陀螺转子之间的间距，即可实现下电极与转子体之间的静态电容可调。所述垫圈设有不同的厚度，用于调节上电极支架与下电极支架之间的距离。微动调陀螺转子体在上下电极之间，下电极与转子体之间的距离确定之后，即可调节上电极与转子体之间的间隙，实现上电极与转子体之间的静态电容可调。

有益效果：本发明具有的优点是：

1、静态电容大小可调。通过旋转下极板支架可调节下极板与转子体之间的间距，并设有刻度观察调节间距，通过放置不同厚度的垫圈调节上极板与转子体之间的间距。静态电容大小可调的优点有：

1）电容到电压的转换系数可调。由于C/V转换系数与静态电容值有关，调节静态电容值即可调节C/V转换系数，使陀螺检测灵敏度可调，即陀螺的标度因素可调。

2）调整适当位置，可防止间隙过小导致转子体和电极板产生吸合效应。由于微动调陀螺仪需加高压使其工作在动力调谐状态，间隙过小很可能使其产生吸合效应，影响陀螺工作状态。