用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具及裝配檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，包括底座、空心圓柱、定位銷螺桿、若干支柱桿及若干深度千分尺，所述空心圓柱設(shè)置于底座的中心位置且與底座所在的平面相垂直，所述若干支柱桿均勻設(shè)置于底座的外側(cè)且均與底座所在的平面相垂直，每一支柱桿上垂直安裝有一深度千分尺，且所述若干深度千分尺位于同一水平面上，所述若干深度千分尺所在的水平面高于空心圓柱的頂端所在的水平面，所述定位銷螺桿安裝于空心圓柱的側(cè)壁上且與所述空心圓柱的側(cè)壁相垂直。本發(fā)明還公開了一種用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，其操作簡單、能縮短裝配時間、能精確進行微位移的調(diào)整以及大大提高裝配效率。
【專利說明】用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具及裝配檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種裝配檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種半球諧振陀螺敏感表頭的激勵罩與讀出基座裝配檢測系統(tǒng)所包括的裝配夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]半球諧振陀螺在構(gòu)造和原理上與經(jīng)典陀螺有較大的差別。半球諧振陀螺是利用半球殼唇緣的經(jīng)向駐波振動來探測基座旋轉(zhuǎn)的一種振動陀螺，不存在高速轉(zhuǎn)子和活動支撐，具有體積小、重量輕、功耗低、啟動時間短、抗干擾能力強等獨特優(yōu)勢，近年來已經(jīng)受到慣性技術(shù)界的高度重視。
[0003]半球諧振陀螺敏感表頭由激勵罩100、讀出基座200和半球諧振子300共計三個部件精密裝配而成，如圖1所示，所述半球諧振子300位于激勵罩100和讀出基座200之間，且所述半球諧振子300的表面與激勵罩100之間以及讀出基座200與半球諧振子300之間各具有一個小的間隙，所述半球諧振子300的外表面與激勵罩100的內(nèi)表面上所設(shè)置的十六個激勵電極110形成小的電容，所述半球諧振子300的內(nèi)表面與讀出基座200的外表面上所設(shè)置的八個讀出電極220形成小的電容。通過在激勵電極110上施加相應(yīng)的電壓，利用靜電力驅(qū)動半球諧振子300產(chǎn)生振動。通過讀出基座200和半球諧振子300之間的電容的變化，檢測半球諧振子300的位移，提取半球諧振子300的幅度、相位、頻率等控制信號。
[0004]由于半球諧振子300的獨特形狀，在裝配過程中，所述半球諧振子300的中心桿兩端牢固焊接在激勵罩100和讀出基座200的軸孔中，所述激勵罩100的唇沿與讀出基座200的端面焊接。所述激勵罩100、半球諧振子300和讀出基座200裝配的好壞直接影響陀螺的整體性能。
[0005]現(xiàn)有的激勵罩與讀出基座裝配檢測系統(tǒng)一般都采用螺桿進行定位，如此的結(jié)構(gòu)在實際使用時將存在以下缺點:螺桿調(diào)整的精度不夠，不能進行微量位移的調(diào)整，間隙調(diào)整期間調(diào)整反復，效率較低；調(diào)節(jié)螺桿沒有鎖定功能，調(diào)整完成后螺桿有部分的微量移動，造成調(diào)整好的間隙又出現(xiàn)較大的偏差；螺桿調(diào)整存在較大的誤差，粗調(diào)和微調(diào)不易把握，導致間隙誤差較大，不均勻性概率較大，調(diào)整結(jié)果不準確；裝配間隙不均勻直接影響陀螺的激勵電極和檢測電極的電容值，體現(xiàn)在陀螺輸出的檢測信號的相位誤差和信號的幅度誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種操作簡單、能縮短裝配時間、能精確進行微位移的調(diào)整以及大大提高裝配效率和裝配成功率的半球諧振陀螺敏感表頭的激勵罩與讀出基座裝配檢測系統(tǒng)及其裝配夾具。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，包括底座、空心圓柱、定位銷螺桿、若干支柱桿及若干深度千分尺，所述空心圓柱設(shè)置于底座的中心位置且與底座所在的平面相垂直，所述若干支柱桿均勻設(shè)置于底座的外側(cè)且均與底座所在的平面相垂直，每一支柱桿上垂直安裝有一深度千分尺，且所述若干深度千分尺位于同一水平面上，所述若干深度千分尺所在的水平面高于空心圓柱的頂端所在的水平面，所述定位銷螺桿安裝于空心圓柱的側(cè)壁上且與所述空心圓柱的側(cè)壁相垂直。
[0008]其中，所述底座呈圓形，且所述底座與空心圓柱的圓心位于同一點上。
[0009]其中，所述若干支柱桿均勻安裝于底座的外圓周，且所述若干支柱桿所形成的圓與底座及空心圓柱的圓心位于同一垂線上。
[0010]其中，所述若干深度千分尺的測量桿的延長線的交點與空心圓柱的頂端面的圓心位于同一垂線上。
[0011]其中，所述支柱桿及深度千分尺的數(shù)量均為四個。
[0012]第二方面，本發(fā)明還提供了一種用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，所述半球諧振陀螺敏感表頭包括激勵罩、讀出基座及半球諧振子，所述裝配檢測系統(tǒng)包括:
[0013]精密裝配夾具，包括:底座、空心圓柱、定位銷螺桿、若干支柱桿及若干深度千分尺，所述空心圓柱設(shè)置于底座的中心位置且與底座所在的平面相垂直，所述若干支柱桿均勻設(shè)置于底座的外側(cè)且均與底座所在的平面相垂直，每一支柱桿上垂直安裝有一深度千分尺，且所述若干深度千分尺位于同一水平面上，所述若干深度千分尺所在的水平面高于空心圓柱的頂端所在的水平面，所述定位銷螺桿安裝于空心圓柱的側(cè)壁上且與所述空心圓柱的側(cè)壁相垂直；以及
[0014]動態(tài)檢測系統(tǒng)，包括:信號源、若干信號采集傳感器、數(shù)據(jù)處理器及顯示器，所述信號源用于輸出驅(qū)動信號至半球諧振子，所述若干信號采集傳感器對應(yīng)與讀出基座的若干讀出電極相連，以采集讀出基座的若干讀出電極的輸出信號，所述數(shù)據(jù)處理器及顯示器均與若干信號采集傳感器相連，所述顯示器用于顯示所接收的若干輸出信號，所述數(shù)據(jù)處理器用于比較若干輸出信號是否相同。
[0015]其中，所述底座呈圓形，且所述底座與空心圓柱的圓心位于同一點上。
[0016]其中，所述若干支柱桿均勻安裝于底座的外圓周，且所述若干支柱桿所形成的圓與底座及空心圓柱的圓心位于同一垂線上。
[0017]其中，所述若干深度千分尺的測量桿的延長線的交點與空心圓柱的頂端面的圓心位于同一垂線上。
[0018]其中，所述支柱桿及深度千分尺的數(shù)量均為四個。
[0019]上述裝配檢測系統(tǒng)及裝配夾具相比現(xiàn)有的裝配檢測系統(tǒng)具有以下有益效果:整個裝配檢測系統(tǒng)采用一體化，能自動化數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)分析比對，給出具體調(diào)整方式與方法，工藝簡單，操作方便；而且，在裝配檢測時，根據(jù)調(diào)整間隙尺寸的大小，上述深度千分尺能夠?qū)Π肭蛑C振子進行粗調(diào)和微調(diào)，且間隙的均勻性調(diào)整能一步到位，一致性好，所有產(chǎn)品無須重新調(diào)整和無工藝反復現(xiàn)象，精確性和成品率高。同時，在激勵罩和讀出基座的裝配過程中，通過定位銷螺栓鎖定激勵罩以及通過深度千分尺的鎖緊裝置鎖定讀出基座，保證間隙均勻性，減小工藝誤差。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖；
[0021]圖1是半球諧振陀螺敏感表頭的立體分解圖。
[0022]圖2是本發(fā)明用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)的原理方框圖。
[0023]圖3是圖2中精密裝配夾具的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖4是圖2中動態(tài)檢測系統(tǒng)的原理方框圖。
具體實施例
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]應(yīng)當理解的是，雖然此處可以使用“第一”、“第二”等術(shù)語來描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)當由這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用來區(qū)分一個元件和另一個元件。因此，下文所討論的“第一”元件也可以被稱為“第二”元件而不偏離本發(fā)明的教導。應(yīng)當理解的是，當提及一元件“連接”或者“聯(lián)接”到另一元件時，其可以直接地連接或直接地聯(lián)接到另一元件或者也可以存在中間元件。相反地，當提及一元件“直接地連接”或“直接地聯(lián)接”到另一元件時，則不存在中間元件。
[0027]在此使用的術(shù)語僅僅用于描述具體的實施方式的目的而無意作為對本發(fā)明的限定。如此處所使用的，除非上下文另外清楚地指出，則單數(shù)形式意圖也包括復數(shù)形式。
[0028]應(yīng)當進一步理解的是，當在本說明書中使用術(shù)語“包括”和/或“包括有”時，這些術(shù)語指明了所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是也不排除一個以上其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在和/或附加。
[0029]請參見圖2，本發(fā)明用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)的較佳實施方式包括精密裝配夾具80和動態(tài)檢測系統(tǒng)90，所述精密裝配夾具80，如圖3所示，所述精密裝配夾具包括底座1、空心圓柱2、定位銷螺桿3、若干支柱桿5及若干深度千分尺6。所述空心圓柱2設(shè)置于底座1的中心位置且與底座1所在的平面相垂直，所述若干支柱桿5均勻設(shè)置于底座1的外側(cè)且均與底座1所在的平面相垂直，每一支柱桿5上垂直安裝有一深度千分尺6，且所述若干深度千分尺6位于同一水平面上，所述若干深度千分尺6所在的水平面高于空心圓柱2的頂端所在的水平面。所述定位銷螺桿3安裝于空心圓柱2的側(cè)壁上且與所述空心圓柱2的側(cè)壁相垂直。
[0030]本實施方式中，所述底座1呈圓形，且所述底座1與空心圓柱2的圓心位于同一點上。所述支柱桿5及深度千分尺6的數(shù)量均為四個，所述第一至第四支柱桿5均勻安裝于底座1的外圓周，且所述第一至第四支柱桿5所形成的圓與底座1及空心圓柱2的圓心位于同一垂線上。所述第一至第四深度千分尺6的延長線的交點與空心圓柱2的頂端面的圓心位于同一垂線上。
[0031]上述精密裝配夾具80中，所述空心圓柱2用于放置安裝好的半球諧振子及激勵罩，并通過設(shè)置于空心圓柱2的側(cè)壁上的定位銷螺桿3對激勵罩進行固定。所述精密裝配夾具中其他的元件將在后續(xù)進行說明。
[0032]請繼續(xù)參考圖4所示，所述動態(tài)檢測系統(tǒng)90包括信號源91、若干信號采集傳感器93、數(shù)據(jù)處理器95及顯示器97，所述信號源91用于輸出驅(qū)動信號至半球諧振子，所述信號采集傳感器93與讀出基座的讀出電極相連，以采集半球諧振陀螺的輸出信號，所述數(shù)據(jù)處理器95及顯示器97均與信號采集傳感器93相連，以接收來自信號采集傳感器93所采集到的信號。本實施方式中，所述信號采集傳感器93的數(shù)量為四個，其對應(yīng)安裝于讀出基座的四個讀出電極上。所述顯示器97用于顯示讀出基座上四個讀出電極處的測試值，所述數(shù)據(jù)處理器95用于將所采集到的四個輸出信號與標準值進行比較運算，并繼續(xù)通過顯示器97顯示出讀出基座在四個位置的調(diào)整方向及調(diào)整值。下面將以一簡單的實例對如何進行調(diào)整作出簡單的說明。
[0033]比如，在裝配時，經(jīng)過出粗調(diào)整后，顯示器97顯示的四個讀出電極處(下文分別記為第一位置至第四位置)的測試值分別2.28V、2.05V、2.10V及2.30V，其中第一位置與第三位置重合于一直線(簡稱A直線)，第二位置與第四位置重合于另一直線(簡稱B直線)，且與A直線相互垂直。通過調(diào)整A直線上的深度千分尺6(即對應(yīng)第一位置處的千分尺6)以及B直線上的深度千分尺6(即對應(yīng)第二位置處的千分尺6)來減小第一及第四位置處的測試值，并增加第二位置及第三位置處的測試值，以使A直線上的第一及第三位置處的測試值達到(2.28+2.10) /2=2.19，B直線上的第二及第四位置處的測試值達到(2.05+2.30) /2=2.18。
[0034]下面將對上述裝配檢測系統(tǒng)如何實現(xiàn)裝配進行簡單的描述:
[0035]第一步:以較大圓周的圓柱面為工作平臺(即底座1)，在底座1的中心處安裝空心圓柱2，在底座1的圓周邊緣垂直安裝四根支柱桿5，四根支柱桿5在同一圓周上均勻分布，且與底座1、空心圓柱2的圓心同心，四個同種型號的深度千分尺6分別垂直安裝在四根支柱桿5上，且位于同一水平面上，所述四個深度千分尺6的測量桿延伸的交點與底座1的圓心位于同一垂線上。所述空心圓柱的圓周壁上安裝有鎖緊裝置，即定位銷螺桿3。
[0036]第二步:將裝配好的半球諧振子和激勵罩放置在空心圓柱2的頂端，并用定位銷螺桿3鎖緊激勵罩。
[0037]第三步:裝配讀出基座，將讀出基座上的中心軸孔對準半球諧振子的中心桿的下端、讀出基座的標記線對準激勵罩的標記線，其中所述讀出基座套設(shè)于空心圓柱2的外周。
[0038]第四步:接上信號源91、四個信號采集傳感器93、顯示器97和數(shù)據(jù)處理器95，其中所述信號源91與激勵電極的高壓端相連，所述四個信號采集傳感器93對應(yīng)與鄰近四個深度千分尺6且沿圓周均勻分布的四個讀出電極相連，所述四個信號采集傳感器和顯示器97及數(shù)據(jù)處理器95均相連，之后在焊接處放入焊料，加熱以熔化焊料。其中，所述的焊接處包括半球諧振子的中心桿的兩端分別焊接至激勵罩和讀出基座的軸孔中，所述激勵罩的唇沿與讀出基座的端面相焊接。
[0039]第五步:將四個深度千分尺6的測量桿與讀出基座的圓柱面相接觸，根據(jù)顯示器97的顯示結(jié)果調(diào)整深度千分尺6，直到輸出的數(shù)據(jù)基本一致(本實施方式中為四個讀出電極處所輸出的數(shù)據(jù)之間的誤差度小于或等于0.02V)，圖形幾乎完全重疊時，鎖定深度千分尺6的鎖緊裝置，即完成半球諧振陀螺敏感表頭的激勵罩和讀出基座的裝配檢測。當所述四個讀出電極所輸出端的數(shù)據(jù)基本一致時，即表明所述半球諧振子與讀出基座之間的間隙較為均勻。.[0040]上述裝配檢測系統(tǒng)相比現(xiàn)有的裝配檢測系統(tǒng)具有以下有益效果:整個裝配檢測系統(tǒng)采用一體化，能自動化數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)采集數(shù)據(jù)分析比對，給出具體調(diào)整方式與方法，工藝簡單，操作方便；而且，在裝配檢測時，根據(jù)調(diào)整間隙尺寸的大小，上述深度千分尺能夠?qū)Π肭蛑C振子進行粗調(diào)和微調(diào)，且間隙的均勻性調(diào)整能一步到位，一致性好，所有產(chǎn)品無須重新調(diào)整和無工藝反復現(xiàn)象，精確性和成品率高。同時，在激勵罩和讀出基座的裝配過程中，通過定位銷螺栓鎖定激勵罩以及通過深度千分尺的鎖緊裝置鎖定讀出基座，保證間隙均勻性，減小工藝誤差。
[0041]通過實際裝配操作得知，現(xiàn)有的裝配檢測系統(tǒng)的裝配間隙誤差一般為30%，裝配時間為15?20分鐘，而本發(fā)明的裝配檢測系統(tǒng)的裝配時間為小于5分鐘，且裝配間隙誤差為小于5%。采用本發(fā)明的裝配檢測系統(tǒng)裝配出的陀螺敏感表頭完全能夠滿足陀螺精度和工程應(yīng)用的要求。
[0042]本發(fā)明裝配檢測系統(tǒng)的創(chuàng)新點在于間隙的微調(diào)和鎖定判斷上，即通過深度千分尺的微調(diào)系統(tǒng)和定位銷螺栓調(diào)整間隙的均勻性，并通過數(shù)據(jù)處理器及顯示器能夠直觀地得到調(diào)整方式。本發(fā)明裝配檢測系統(tǒng)可一邊調(diào)整深度千分尺，一邊觀看顯示器，故能一次裝配到位，避免反復裝配、反復調(diào)整、反復檢測，效率高、精度好。
[0043]以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，其特征在于:所述裝配夾具包括底座、空心圓柱、定位銷螺桿、若干支柱桿及若干深度千分尺，所述空心圓柱設(shè)置于底座的中心位置且與底座所在的平面相垂直，所述若干支柱桿均勻設(shè)置于底座的外側(cè)且均與底座所在的平面相垂直，每一支柱桿上垂直安裝有一深度千分尺，且所述若干深度千分尺位于同一水平面上，所述若干深度千分尺所在的水平面高于空心圓柱的頂端所在的水平面，所述定位銷螺桿安裝于空心圓柱的側(cè)壁上且與所述空心圓柱的側(cè)壁相垂直。
2.如權(quán)利要求1所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，其特征在于:所述底座呈圓形，且所述底座與空心圓柱的圓心位于同一點上。
3.如權(quán)利要求2所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，其特征在于:所述若干支柱桿均勻安裝于底座的外圓周，且所述若干支柱桿所形成的圓與底座及空心圓柱的圓心位于同一垂線上。
4.如權(quán)利要求3所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，其特征在于:所述若干深度千分尺的測量桿的延長線的交點與空心圓柱的頂端面的圓心位于同一垂線上。
5.如權(quán)利要求4所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配夾具，其特征在于:所述支柱桿及深度千分尺的數(shù)量均為四個。
6.一種用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，所述半球諧振陀螺敏感表頭包括激勵罩、讀出基座及半球諧振子，其特征在于:所述裝配檢測系統(tǒng)包括:精密裝配夾具，包括:底座、空心圓柱、定位銷螺桿、若干支柱桿及若干深度千分尺，所述空心圓柱設(shè)置于底座的中心位置且與底座所在的平面相垂直，所述若干支柱桿均勻設(shè)置于底座的外側(cè)且均與底座所在的平面相垂直，每一支柱桿上垂直安裝有一深度千分尺，且所述若干深度千分尺位于同一水平面上，所述若干深度千分尺所在的水平面高于空心圓柱的頂端所在的水平面，所述定位銷螺桿安裝于空心圓柱的側(cè)壁上且與所述空心圓柱的側(cè)壁相垂直；以及動態(tài)檢測系統(tǒng)，包括:信號源、若干信號采集傳感器、數(shù)據(jù)處理器及顯示器，所述信號源用于輸出驅(qū)動信號至半球諧振子，所述若干信號采集傳感器對應(yīng)與讀出基座的若干讀出電極相連，以采集讀出基座的若干讀出電極的輸出信號，所述數(shù)據(jù)處理器及顯示器均與若干信號采集傳感器相連，所述顯示器用于顯示所接收的若干輸出信號，所述數(shù)據(jù)處理器用于比較若干輸出信號是否相同。
7.如權(quán)利要求6所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述底座呈圓形，且所述底座與空心圓柱的圓心位于同一點上。
8.如權(quán)利要求7所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述若干支柱桿均勻安裝于底座的外圓周，且所述若干支柱桿所形成的圓與底座及空心圓柱的圓心位于同一垂線上。
9.如權(quán)利要求8所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述若干深度千分尺的測量桿的延長線的交點與空心圓柱的頂端面的圓心位于同一垂線上。
10.如權(quán)利要求9所述的用于半球諧振陀螺敏感表頭的裝配檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述支柱桿及深度千分尺的數(shù)量均為四個。
【文檔編號】G01C19/567GK103644901SQ201310651861
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】楊勇, 蔣春橋, 方針 申請人:中國電子科技集團公司第二十六研究所