本發(fā)明屬于測量元件，具體涉及一種抗高過載mems慣性測量單元和慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、mems慣性測量單元，簡稱微電子機(jī)械系統(tǒng)，憑借其體積小、成本低、功耗低等優(yōu)勢，在航空航天、汽車電子、消費電子等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。mems慣性測量單元工作原理基于微機(jī)械結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。

2、然而，一方面，在實際工作環(huán)境中，mems慣性測量單元會受到各種振動干擾，振動會使mems慣性測量單元的微結(jié)構(gòu)發(fā)生額外的位移和變形，導(dǎo)致輸出信號產(chǎn)生噪聲和漂移，致使mems慣性測量單元輸出信號的誤差增大，降低測量精度和可靠性。為了提高mems慣性測量單元的性能，需要采取有效的減振措施。

3、另一方面，隨著載體的射程和速度的不斷提高，mems慣性測量單元在高過載、強沖擊的應(yīng)用環(huán)境下的使用變的更為頻繁，高過載的使用環(huán)境可以瞬時產(chǎn)生幾千到數(shù)萬g的沖擊，mems慣性測量單元容易導(dǎo)致外部結(jié)構(gòu)的變形、內(nèi)部電路板的彎折、元器件的脫落、內(nèi)部芯片的脫落、鍵合絲的斷裂及整體電路的損壞。從而導(dǎo)致mems慣性測量單元的整體性能下降或徹底失效。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種抗高過載mems慣性測量單元和慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有的抗高過載mems慣性測量單元抗過載能力較弱、測量精度較低的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

3、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種抗高過載mems慣性測量單元，包括：

4、外殼，內(nèi)部設(shè)有容納腔；

5、一級減振組件，包括若干一級減振墊，若干所述一級減振墊間隔設(shè)在所述外殼外側(cè)底部，與所述外殼連接；

6、芯體，設(shè)在所述容納腔內(nèi)，與所述容納腔內(nèi)壁間隔設(shè)置；

7、二級減振組件，包括若干二級減振墊，若干所述二級減振墊，間隔設(shè)在所述芯體和所述容納腔內(nèi)壁之間，用來支撐所述芯體；

8、測量組件，與所述芯體連接，用來測量數(shù)據(jù)；和

9、三級減振組件，包括若干三級減振墊，所述三級減振墊夾設(shè)在所述測量組件與所述芯體之間；

10、其中，所述一級減振墊的硬度>二級減振墊的硬度>三級減振墊的硬度。

11、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述一級減振墊通過橡膠硫化工藝與所述外殼底部連接。

12、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述外殼包括殼體和蓋板，所述蓋板蓋設(shè)在所述殼體上側(cè)，與所述殼體固定連接，在所述殼體內(nèi)形成所述容納腔；所述殼體內(nèi)側(cè)邊緣設(shè)有若干支撐臺階，所述二級減振墊設(shè)在所述支撐臺階上，上側(cè)與所述蓋板抵接，所述二級減振墊靠近所述殼體內(nèi)壁一側(cè)與所述殼體內(nèi)壁抵接，背向所述殼體內(nèi)壁一側(cè)卡設(shè)有卡槽；所述芯體側(cè)面設(shè)有若干支撐耳，所述支撐耳適于卡入所述卡槽內(nèi)。

13、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述殼體底部開設(shè)若干安裝孔，所述安裝孔為盲孔，貫穿所述一級減振墊并穿入所述支撐臺階。

14、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述測量組件通過若干螺釘固定在所述芯體上，每個所述螺釘上套設(shè)兩個所述三級減振墊，所述測量組件夾設(shè)在兩個所述三級減振墊之間。

15、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述測量組件包括：

16、電路板，通過所述螺釘與所述芯體固定連接并夾設(shè)在兩個所述三級減振墊之間；

17、慣性測量芯片，引腳與所述電路板連接；和

18、柔性排線，一端與所述電路板連接。

19、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述測量組件還包括膠層，所述膠層與電路板連接并覆蓋所述慣性測量芯片的引腳。

20、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述柔性排線中部與所述芯體固定連接。

21、結(jié)合第一方面，在本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的一種可能的實現(xiàn)方式中，所述一級減振墊的硬度為70～80度，所述二級減振墊的硬度為50～60，所述三級減振墊的硬度為25～35度。

22、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)，包括上述的抗高過載mems慣性測量單元。

23、本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的抗高過載mems慣性測量單元，由外至內(nèi)依次設(shè)有一級減振組件、二級減振組件和三級減振組件，組成三級減震系統(tǒng)，并且一級減振墊的硬度>二級減振墊的硬度>三級減振墊的硬度，不同硬度的減振墊中相互配合，對高、中、低頻率的振動進(jìn)行針對性的衰減，有效提高減振效果，并且能夠使振動能量在傳遞過程中得到平穩(wěn)的衰減，可以避免因單一硬度材料在某些頻段減振效果不佳而導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定問題，提高了mems慣性測量單元在復(fù)雜振動環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，從而有效提高mems慣性測量單元的抗高過載的性能和測量的準(zhǔn)確性。

24、本發(fā)明提供的慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)的有益效果是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)，包括上述的抗高過載mems慣性測量單元，因此，可以有效提高mems慣性測量單元的抗高過載的性能。

技術(shù)特征：

1.一種抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述一級減振墊通過橡膠硫化工藝與所述外殼底部連接。

3.如權(quán)利要求2所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述外殼包括殼體和蓋板，所述蓋板蓋設(shè)在所述殼體上側(cè)，與所述殼體固定連接，在所述殼體內(nèi)形成所述容納腔；所述殼體內(nèi)側(cè)邊緣設(shè)有若干支撐臺階，所述二級減振墊設(shè)在所述支撐臺階上，上側(cè)與所述蓋板抵接，所述二級減振墊靠近所述殼體內(nèi)壁一側(cè)與所述殼體內(nèi)壁抵接，背向所述殼體內(nèi)壁一側(cè)卡設(shè)有卡槽；所述芯體側(cè)面設(shè)有若干支撐耳，所述支撐耳適于卡入所述卡槽內(nèi)。

4.如權(quán)利要求3所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述殼體底部開設(shè)若干安裝孔，所述安裝孔為盲孔，貫穿所述一級減振墊并穿入所述支撐臺階。

5.如權(quán)利要求1所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述測量組件通過若干螺釘固定在所述芯體上，每個所述螺釘上套設(shè)兩個所述三級減振墊，所述測量組件夾設(shè)在兩個所述三級減振墊之間。

6.如權(quán)利要求5所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述測量組件包括：

7.如權(quán)利要求6所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述測量組件還包括膠層，所述膠層與電路板連接并覆蓋所述慣性測量芯片的引腳。

8.如權(quán)利要求6所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述柔性排線中部與所述芯體固定連接。

9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的抗高過載mems慣性測量單元，其特征在于，所述一級減振墊的硬度為70～80度，所述二級減振墊的硬度為50～60，所述三級減振墊的硬度為25～35度。

10.一種慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9任一項所述的抗高過載mems慣性測量單元。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于測量元件技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種抗高過載MEMS慣性測量單元，所述抗高過載MEMS慣性測量單元包括外殼、一級減振組件、芯體、二級減振組件、測量組件和三級減振組件，外殼內(nèi)部設(shè)有容納腔；一級減振組件包括若干一級減振墊，且間隔設(shè)在所述外殼外側(cè)底部；芯體設(shè)在所述容納腔內(nèi)；二級減振組件包括若干二級減振墊，且間隔設(shè)在所述芯體和所述容納腔內(nèi)壁之間，用來支撐所述芯體；測量組件與所述芯體連接；三級減振組件包括若干三級減振墊，所述三級減振墊夾設(shè)在所述測量組件與所述芯體之間；其中，所述一級減振墊的硬度>二級減振墊的硬度>三級減振墊的硬度。還提供了一種慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)包括上述的慣性測量單元。

技術(shù)研發(fā)人員：南耀仕,金明路,乜愷,李正偉,馮楠,周長滿,鄭鵬飛,李若丹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北美泰電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15