[发明专利]一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构

说明书

本发明公开了一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，包括外壳、内壳、缓冲垫圈、支撑架组件和若干个减振单元，外壳放置于工作平台上，内壳设置于外壳内，与内壳之间形成第一腔体，缓冲垫圈设置于第一腔体底部，用于缓冲，支撑架组件设置于第一腔体内，且位于缓冲垫圈顶面，用于固定和放置所述内壳，若干个减振单元设置在内壳内，分别沿待测微惯性测量单元的顶面周向和底面周向分布，且与内壳贴合。外壳和内壳之间的第一腔体用灌封胶灌封，从而提高微惯性测量单元的抗高过载能力。

技术领域

本发明属于减振技术领域，具体涉及一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构。

背景技术

基于微机电系统（Micro Electro Mechanical System，MEMS）的微惯性测量单元是由三个相互正交的加速度计、陀螺仪和其他模块组成。可以通过陀螺仪与加速度计得到的数据进行处理之后得到载体位置信息。由于微惯性测量单元有着体积小、质量轻等优点，在武器炮弹制导、车载制导、无人机制导、组合导航系统以及小型侦查设备方面有着很大的应用和发展前景。但由于MIMU的工作环境常常会有振动产生，这些振动会降低MIMU的性能，甚至可能会破坏整个MIMU系统。所以，对微惯性测量单元减振结构的设计与分析具有重要的意义。

从上世纪70年代气相色谱仪的制造开始，到扫描隧道951的开发，最后到微机械研究组织的成立。这些都表明微机电系统正在快速发展。清华大学的李承幼等人使用高阻尼的锰铜合金对微惯性测量单元进行减振，并设计了“正六面体”结构。进行了有限元仿真之后，发现该减振结构具有很好的减振效果。

中国电子科技集团公司的吝海锋等人使用橡胶减振器对微惯性测量单元进行减振，在角振动频率和线振动频率没有振动耦合情况下设计了合适的减振结构。并进行了仿真和扫频实验，实验结果与仿真结果大致一样。由于研究微惯性测量单元减振结构的文献较少，考虑到MIMU的减振结构和其他减振结构有较多相似之处，所以其他减振结构研究也具有参考价值。

国防科技大学的刘恒春进行了车载捷联导航系统的减振结构设计，用吊挂与支撑安装了6个减振器进行减振。进行了频谱分析后提出了减小计算误差的措施。

Honeywell公司的Todd Braman和Owen Grossman设计了振动冲击和隔离系统。分别研究了环境、IMU系统、传感器对振动冲击和隔离系统的影响，并且分析了固有频率对频率响应的影响，解释了多点隔离系统。最后得出结论优化固有频率以及其他参数可以优化隔振系统。

目前，现有的用于微惯性测量单元的减振结构主要存在以下问题：（1）许多减振结构只能实现一级或二级防护，抗高过载能力不足，导致微惯性测量单元在实际工况中易受损；（2）有些减振结构设计出来仅考虑减振功能的实现，而没有把减振结构所使用的材料以及整体质量考虑进去，无法保证整体的稳定性；（3）目前已有的减振结构基本上是直接灌封胶密封，不便于对微惯性测量单元进行拆卸，当微惯性测量单元出现故障时无法进行维修，只能一次性使用，不能重复利用，开发成本高，造成资源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于微惯性测量单元重复利用的抗高过载减振结构，使得微惯性测量单元即使在高过载的环境下正常工作，在微惯性测量单元内部结构发生损坏时，可以很方便的取出微惯性测量单元，对其内部结构进行维修，增加使用寿命。