CN117589141A - 一种二件套半球谐振陀螺基座及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于惯性仪表控制技术领域，尤其涉及一种二件套半球谐振陀螺基座及其加工方法，其包括基座、调整与固定装置、检测电极、激励电极。凸台与基座一体成型，激励电极安装固定在凸台外表面，检测电极安装固定在基座上表面，当谐振子安装进基座时，激励电极与谐振子内球面位置相对应，检测电极与谐振子环形平面位置相对应，调整与固定装置安装固定在基座上表面，并将中心孔包含在内。本发明通过调整与固定装置通过调整谐振子中支撑柱的倾斜角度，确保了谐振子的旋转轴与基座垂直，另外水平位移控制器还有固定的作用，当调整完成后，会自动固定其位置，保证了后续使用的精准度。
Description
技术领域
本发明属于惯性仪表控制技术领域，尤其涉及一种二件套半球谐振陀螺基座及其加工方法。
背景技术
半球谐振陀螺是检测物体姿态信息的重要惯导级惯性器件，在军用及民用领域有着非常普遍的应用。
经典陀螺具有高速旋转的转子，用其来敏感载体在空间的转动，这类陀螺大多需要转子以及框架，这种结构必然会导致不必要的摩擦，进而产生误差。为了避免以上情况的发生，各国科研院校始终在研发一种没有高速转子的陀螺，如两光陀螺、振动陀螺等，其中半球谐振陀螺引起越来越多的关注。
半球谐振陀螺在原理和结构上与经典的陀螺存在本质的区别，因此存在一系列与众不同的优点：陀螺中没有高速旋转的转子，能量损耗小并且装备反应快；敏感载体转动的核心部件为高品质因数的熔融石英谐振子，本身具有较好的可靠性及抗电离辐射的能力，并且在断电情况下仍可以继续工作 15 分钟以上。
经典结构的半球谐振陀螺由三部分构成：谐振子、激励罩和敏感基座，基于应用和对半球谐振陀螺的品质要求，其结构形式由繁入简，由三件套构型发展到去掉激励罩的二件套构型，两件套结构的出现大大降低了生产制造上的难度，简化了流程。
二件套的基座将激励罩的功能集合在了基座上，通过激励电极与检测电极实现谐振子的起振与检测，虽然说二件套构型简化了结构，使得装配更容易，但谐振子也仅能通过支撑柱实现其安装固定。谐振子在加工过程中，会出现偏轴的现象，就是支撑柱的轴线与谐振子的轴线不重合，这会导致支撑柱在安装后，谐振子会出现一定倾角，不但会对其振动模态造成影响，还会对其起振和检测均造成巨大影响，并且由于这是无法避免的加工精度问题，使得谐振子的成品率非常低，大大增加了其制造成本。
发明内容
本发明目的在于提供一种二件套半球谐振陀螺基座及其加工方法，以解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种二件套半球谐振陀螺基座，包括基座、调整与固定装置、检测电极、激励电极。
其中基座为圆盘状，在基座中间设有用于安装谐振子的中心孔，基座上面设有凸台，凸台与基座一体成型，激励电极安装固定在凸台外表面，检测电极安装固定在基座上表面，当谐振子安装进基座时，激励电极与谐振子内球面位置相对应，检测电极与谐振子环形平面位置相对应，调整与固定装置安装固定在基座上表面，并将中心孔包含在内；
调整与固定装置包括安装柱、上夹持件、下夹持件、水平位移控制器，其中安装柱为两端贯穿的空心圆台，其半径较大的一端安装固定在基座正中间，安装柱的轴线与基座的轴线重合，安装柱上端的孔的半径大于谐振子支撑柱的半径并小于基座的中心孔半径，安装柱下端的孔的半径小于等于基座的中心孔的半径，并大于其上端的孔半径；
所述的上夹持件安装固定在安装柱内孔最上端唇缘处，下夹持件安装固定在水平位移控制器上，水平位移控制器安装在基座的中心孔内，中心孔的对应安装位置均设有用于安装水平位移控制器的安装孔。
调整与固定装置通过安装柱、上夹持件、下夹持件、水平位移控制器，实现了谐振子装配后的精密调整，因为谐振子在制造时不可避免的会出现转轴偏心的问题，而偏心会影响基座的检测与激励，因为谐振子与基座的激励电极与检测电极的间隙仅有几微米到几十微米，所以极小的偏心误差就会导致在装配后无法正常使用，而调整与固定装置通过调整谐振子中支撑柱的倾斜角度，确保了谐振子的旋转轴与基座垂直，另外水平位移控制器还有固定的作用，当调整完成后，会自动固定其位置，保证了后续使用的精准度。
优选的，调整与固定装置还包括防振筒，防振筒具体为一个橡胶材质的两面贯穿的空心圆台，防振筒安装在安装柱内，防振筒的外侧面与安装柱的内孔表面完全贴合。
优选的，上夹持件包括固定杆、活动垫片、活动连接件。固定杆一端安装固定在安装柱内孔最上端唇缘处，安装柱的对应位置均设有用于安装的通孔，固定杆至少有3个，以安装柱轴线为旋转轴，圆周阵列分布。活动垫片与固定杆另一端通过活动连接件安装，所有固定杆以及活动垫片将支撑柱固定在安装柱内孔中。
活动垫片的设置，使得在固定支撑柱的同时，也提供了支撑柱一定角度的选择自由度，使得支撑柱下端位移时，上端不会受力从而折断，而且增加了谐振子的良品率，减少了成本。
优选的，下夹持件包括弹性夹头、开合装置。其中弹性夹头至少有三个，任意弹性夹头的一端安装固定在开合装置上，开合装置下端与水平位移控制器连接。
优选的，弹性夹头材料为橡胶。
弹性夹头的设置使得在夹持住支撑柱后，当水平位移控制器移动时，支撑柱由于上端被上夹持件固定，支撑柱下端在水平移动时也会有垂直方向的位移，所以弹性夹头可以抵消垂直方向所产生的形变，使得水平方向的位移更流畅，也防止了支撑柱断裂。
弹性夹头选用橡胶材料是因为橡胶具有很好的摩擦力和弹性形变，防止了支撑柱断裂。
优选的，开合装置与水平位移控制器通过万向活动连接轴连接。
优选的，下夹持件包括紧锁装置、伸缩杆、万向活动连接轴。其中紧锁装置的下端与伸缩杆的活动杆通过万向活动连接轴安装固定，伸缩杆的固定杆与水平位移控制器连接，伸缩杆的活动杆与固定杆套合安装。
锁紧装置的设置，使得对支撑柱下端的夹持更稳定，而万向活动连接轴与伸缩杆使得支撑柱在移动时的垂直位移得以流畅完成，既增加了支撑柱的稳定性又实现了精准可靠的位移及角度调整。
优选的，伸缩杆内设有电机，以控制伸缩杆的伸长量。
一种二件套半球谐振陀螺基座的加工方法，包括如下步骤：
步骤一：材料选择；
根据谐振子构型以及应用场景，选择加工材料，材料包括铝合金、不锈钢、石英石。
步骤二：毛坯料加工；
如选择铝合金或不锈钢作为谐振陀螺基座材料，则使用CNC数字控制加工，通过钻孔、铣削、车削完成毛坯料的制造，或者使用金属压铸、注塑的方式制造毛坯料。
如选择石英石作为谐振陀螺基座材料，则使用数控铣床先铣出轮廓形状，再使用激光切割或磨削车床实现基座中孔的制造，最后使用磨片和砂纸并结合加工液对基座进行打磨，使其达到所需的平整度和光洁度。
步骤三：精密研磨；
研磨抛光是通过研磨料对谐振陀螺基座的毛坯料进行研磨抛光，进一步提高装配的尺寸精度。
步骤四：部件安装；
将检测电极、激励电极、调整与固定装置安装到基座的对应位置上，并调试其功能。
步骤五：装配测试；
将谐振子装配进基座中，并通过调整与固定装置，对谐振子进行位置调整，然后进行测试，当测试无误后将谐振子与基座真空密封起来。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、调整与固定装置通过安装柱、上夹持件、下夹持件、水平位移控制器，实现了谐振子装配后的精密调整，因为谐振子在制造时不可避免的会出现转轴偏心的问题，而偏心不但会影响谐振子的振动模态，还会影响基座的检测与激励，因为谐振子与基座的激励电极与检测电极的间隙仅有几微米到几十微米，所以极小的偏心误差就会导致在装配后无法正常使用，而调整与固定装置通过调整谐振子中支撑柱的倾斜角度，确保了谐振子的旋转轴与基座垂直，另外水平位移控制器还有固定的作用，当调整完成后，会自动固定其位置，保证了后续使用的精准度。
2、弹性夹头的设置使得在夹持住支撑柱后，当水平位移控制器移动时，支撑柱由于上端被上夹持件固定，支撑柱下端在水平移动时也会有垂直方向的位移，所以弹性夹头可以抵消垂直方向所产生的形变，使得水平方向的位移更流畅，也防止了支撑柱断裂。
3、锁紧装置的设置，使得对支撑柱下端的夹持更稳定，而万向活动连接轴与伸缩杆使得支撑柱在移动时的垂直位移得以流畅完成，既增加了支撑柱的稳定性又实现了精准可靠的位移及角度调整。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为谐振陀螺基座结构示意图；
图2为谐振子与基座装配后的剖视图；
图3为基座的剖视图；
图4为基座加工流程图。
附图标记所代表的为：1-基座、2-中心孔、3-凸台、4-安装柱、5-上夹持件、6-下夹持件、7-水平位移控制器、8-防振筒、9-支撑柱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。
本实施例中使用的半球谐振陀螺为二件套构型，其中包括谐振子、谐振陀螺基座1、真空密封盖。
一种二件套半球谐振陀螺基座，包括基座1、调整与固定装置、检测电极、激励电极。
在本实施例中，基座1为圆盘状，在基座1中间设有用于安装谐振子的中心孔2，基座1上面设有凸台3，凸台3与基座1一体成型，激励电极安装固定在凸台3外表面，检测电极安装固定在基座1上表面，当谐振子安装进基座1时，激励电极与谐振子内球面位置相对应，检测电极与谐振子环形平面位置相对应，调整与固定装置安装固定在基座1上表面，并将中心孔2包含在内；
调整与固定装置包括安装柱4、上夹持件5、下夹持件6、水平位移控制器7，其中安装柱4为两端贯穿的空心圆台，其半径较大的一端安装固定在基座1正中间，安装柱4的轴线与基座1的轴线重合，安装柱4上端的孔的半径大于谐振子支撑柱9的半径并小于基座1的中心孔2半径，安装柱4下端的孔的半径小于等于基座1的中心孔2的半径，并大于其上端的孔半径；
可理解的是，安装柱4的孔的截面图为梯形， 其具体斜度是根据不同大小谐振子而变化的，影响其斜度还有谐振子的偏心误差标准，当标准较低时，斜度就越大，使得在移动时有足够的偏移量。
所述的上夹持件5安装固定在安装柱4内孔最上端唇缘处，下夹持件6安装固定在水平位移控制器7上，水平位移控制器7安装在基座1的中心孔2内，中心孔2的对应安装位置均设有用于安装水平位移控制器7的安装孔。
调整与固定装置通过安装柱4、上夹持件5、下夹持件6、水平位移控制器7，实现了谐振子装配后的精密调整，因为谐振子在制造时不可避免的会出现转轴偏心的问题，而偏心会影响基座1的检测与激励，因为谐振子与基座1的激励电极与检测电极的间隙仅有几微米到几十微米，所以极小的偏心误差就会导致在装配后无法正常使用，而调整与固定装置通过调整谐振子中支撑柱9的倾斜角度，确保了谐振子的旋转轴与基座1垂直，另外水平位移控制器7还有固定的作用，当调整完成后，会自动固定其位置，保证了后续使用的精准度。
可理解的是，水平位移控制器7不是本发明要解决的问题，此技术方案为现有技术，如伺服电机等，通过传动装置将动力输出为水平位移传动，另外由于谐振陀螺有不同大小尺寸的，因此针对不同大小的谐振陀螺也要选择对应的水平位移控制器7。
可理解的是，水平位移控制器7安装在中心孔2中，此处泛指的是其安装的可选空间位置，不代表其占据了整个中心孔2。
可理解的是，上夹持件5与下夹持件6的作用是固定支撑柱9，任何有固定作用的均可作为上夹持件5与下夹持件6。
在本实施例中，调整与固定装置还包括防振筒8，防振筒8具体为一个橡胶材质的两面贯穿的空心圆台，防振筒8安装在安装柱4内，防振筒8的外侧面与安装柱4的内孔表面完全贴合。
可理解的是，防振筒8泛指任意大致形状为空心圆台体的装置，其表面是否设置突出纹路或凹槽均属于防振筒8的范畴，另外防振筒8的形状
可选的是，上夹持件5包括固定杆、活动垫片、活动连接件。固定杆一端安装固定在安装柱4内孔最上端唇缘处，安装柱4的对应位置均设有用于安装的通孔，固定杆有3个，以安装柱4轴线为旋转轴，圆周阵列分布。活动垫片与固定杆另一端通过活动连接件安装，所有固定杆以及活动垫片将支撑柱9固定在安装柱4内孔中。
活动垫片的设置，使得在固定支撑柱9的同时，也提供了支撑柱9一定角度的选择自由度，使得支撑柱9下端位移时，上端不会受力从而折断，而且增加了谐振子的良品率，减少了成本。
可选的是，下夹持件6包括弹性夹头、开合装置。其中弹性夹头有三个，任意弹性夹头的一端安装固定在开合装置上，开合装置下端与水平位移控制器7连接。
可以理解的是，弹性夹头表示其夹头的材质非刚性，且具有较大的的弹性形变量，当夹头受力时会对夹头的接触面造成弹性形变，在受力结束后变形会复原，因此任何在受力后为塑性形变的材料均不属于弹性夹头的范畴。
可以理解的是，开合装置具有动力输入端和动力输出端，当电机控制的某一方向的旋转动力输入到开合装置时，会在动力输出端转化成不同方向旋转的动力，配合上弹性夹头就实现了空间上的“开合”，因此任何具有此效果的现有技术均属于开合装置的范畴。
在本实施例中，弹性夹头材料为橡胶。
弹性夹头的设置使得在夹持住支撑柱9后，当水平位移控制器7移动时，支撑柱9由于上端被上夹持件5固定，支撑柱9下端在水平移动时也会有垂直方向的位移，所以弹性夹头可以抵消垂直方向所产生的形变，使得水平方向的位移更流畅，也防止了支撑柱9断裂。
弹性夹头选用橡胶材料是因为橡胶具有很好的摩擦力和弹性形变，防止了支撑柱9断裂。
优选的，开合装置与水平位移控制器7通过万向活动连接轴连接。
优选的，下夹持件6包括紧锁装置、伸缩杆、万向活动连接轴。其中紧锁装置的下端与伸缩杆的活动杆通过万向活动连接轴安装固定，伸缩杆的固定杆与水平位移控制器7连接，伸缩杆的活动杆与固定杆套合安装。
可以理解的是，本实施例中所述的锁紧装置为用于连接支撑柱9的紧固件，其可以是通过螺栓连接、粘贴连接、榫卯连接等无法拆卸的固定连接，也可以是通过机械结构对支撑柱9增加正压力，使其增加摩擦力，从而在一定力度范围内可拆卸的半固定连接。以上连接方式均属于锁紧装置的范畴
锁紧装置的设置，使得对支撑柱9下端的夹持更稳定，而万向活动连接轴与伸缩杆使得支撑柱9在移动时的垂直位移得以流畅完成，既增加了支撑柱9的稳定性又实现了精准可靠的位移及角度调整。
另外可以理解的是，万向活动连接轴指的是水平方向固定但垂直方向不固定的连接轴，包括半球万向轴、铰接万向轴等，均属于万向活动连接轴的范畴。
优选的，伸缩杆内设有电机，以控制伸缩杆的伸长量。
可以理解的是，伸缩杆可以为液压伸缩杆、气压伸缩杆、弹簧伸缩杆等。
可选的是，伸缩杆可为手动调整高度也可以是通过电机调整高度。
一种二件套半球谐振陀螺基座的加工方法，包括如下步骤：
步骤一：材料选择；
根据谐振子构型以及应用场景，选择加工材料，材料包括铝合金、不锈钢、石英石。
在本实施例中，使用的石英石材料。
步骤二：毛坯料加工；
使用数控铣床先铣出轮廓形状，再使用磨削车床实现基座1中孔的制造，最后使用磨片和砂纸并结合加工液对基座1进行打磨，使其达到所需的平整度和光洁度。
步骤三：精密研磨；
研磨抛光是通过研磨料对谐振陀螺基座1的毛坯料进行研磨抛光，进一步提高装配的尺寸精度。
步骤四：部件安装；
将检测电极、激励电极、调整与固定装置安装到基座1的对应位置上，并调试其功能。
步骤五：装配测试；
将谐振子装配进基座1中，并通过调整与固定装置，对谐振子进行位置调整，然后进行测试，当测试无误后将谐振子与基座1真空密封起来。
工作过程：
谐振子的支撑柱9插进谐振陀螺的安装柱4中，然后一直***到中心孔2中的弹性夹头处或紧锁装置处，并被其固定，然后组装上谐振陀螺的其余零部件，在抽真空后进行支撑柱9轴线位置调整，直到调整到准确后即可以后续使用。
工作原理：
安装柱4与基座1一体成型，在加工时更方便，且在使用时会增加谐振子的稳定性。
调整与固定装置通过安装柱4、上夹持件5、下夹持件6、水平位移控制器7，实现了谐振子装配后的精密调整，因为谐振子在制造时不可避免的会出现转轴偏心的问题，而偏心会影响基座1的检测与激励，因为谐振子与基座1的激励电极与检测电极的间隙仅有几微米到几十微米，所以极小的偏心误差就会导致在装配后无法正常使用，而调整与固定装置通过调整谐振子中支撑柱9的倾斜角度，确保了谐振子的旋转轴与基座1平面垂直，另外水平位移控制器7还有固定的作用，当调整完成后，会自动固定其位置，保证了后续使用的精准度。
防振筒8的工作原理是当支撑柱9偏移后，会产生不利的振动模态，而防振筒8会在支撑柱9偏移后紧贴支撑柱9，支撑柱9对防振筒8产生压力，使其产生弹性形变，从而抑制支撑柱9的振动，使得谐振子的振动模态更倾向于理想模态。根据现有技术可知，通过有限元分析，在支撑柱9偏心的7阶振动模态下，支撑柱9会造成极大的形变，不但会造成起振困难，还会对材料造成损伤。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种二件套半球谐振陀螺基座，包括基座（1）、调整与固定装置、检测电极、激励电极，其特征在于：基座（1）为圆盘状，在基座（1）中间设有用于安装谐振子的中心孔（2），基座（1）上面设有凸台（3），凸台（3）与基座（1）一体成型，激励电极安装固定在凸台（3）外表面，检测电极安装固定在基座（1）上表面，当谐振子安装进基座（1）时，激励电极与谐振子内球面位置相对应，检测电极与谐振子环形平面位置相对应，调整与固定装置安装固定在基座（1）上表面，并将中心孔（2）包含在内；
调整与固定装置包括安装柱（4）、上夹持件（5）、下夹持件（6）、水平位移控制器（7），其中安装柱（4）为两端贯穿的空心圆台，其半径较大的一端安装固定在基座（1）正中间，安装柱（4）的轴线与基座（1）的轴线重合，安装柱（4）上端的孔的半径大于谐振子支撑柱（9）的半径并小于基座（1）的中心孔（2）半径，安装柱（4）下端的孔的半径小于等于基座（1）的中心孔（2）的半径，并大于其上端的孔半径；
所述的上夹持件（5）安装固定在安装柱（4）内孔最上端唇缘处，下夹持件（6）安装固定在水平位移控制器（7）上，水平位移控制器（7）安装在基座（1）的中心孔（2）内，中心孔（2）的对应安装位置均设有用于安装水平位移控制器（7）的安装孔。
2.根据权利要求1所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，调整与固定装置还包括防振筒（8），防振筒（8）具体为一个橡胶材质的两面贯穿的空心圆台，防振筒（8）安装在安装柱（4）内，防振筒（8）的外侧面与安装柱（4）的内孔表面完全贴合。
3.根据权利要求2所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，上夹持件（5）包括固定杆、活动垫片、活动连接件，固定杆一端安装固定在安装柱（4）内孔最上端唇缘处，安装柱（4）的对应位置均设有用于安装的通孔，固定杆至少有3个，以安装柱（4）轴线为旋转轴，圆周阵列分布，活动垫片与固定杆另一端通过活动连接件安装，所有固定杆以及活动垫片将支撑柱（9）固定在安装柱（4）内孔中。
4.根据权利要求3所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，下夹持件（6）包括弹性夹头、开合装置，其中弹性夹头至少有三个，任意弹性夹头的一端安装固定在开合装置上，开合装置下端与水平位移控制器（7）连接。
5.根据权利要求4所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，弹性夹头材料为橡胶。
6.根据权利要求4所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，开合装置与水平位移控制器（7）通过万向活动连接轴连接。
7.根据权利要求3所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，下夹持件（6）包括紧锁装置、伸缩杆、万向活动连接轴，其中紧锁装置的下端与伸缩杆的活动杆通过万向活动连接轴安装固定，伸缩杆的固定杆与水平位移控制器（7）连接，伸缩杆的活动杆与固定杆套合安装。
8.根据权利要求7所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其特征在于，伸缩杆内设有电机，以控制伸缩杆的伸长量。
9.一种二件套半球谐振陀螺基座的加工方法，其特征在于，基于权利要求8所述的一种二件套半球谐振陀螺基座，其加工方法包括如下步骤：
步骤一：材料选择；
根据谐振子构型以及应用场景，选择加工材料，材料包括铝合金、不锈钢、石英石；
步骤二：毛坯料加工；
如选择铝合金或不锈钢作为谐振陀螺基座（1）材料，则使用CNC数字控制加工，通过钻孔、铣削、车削完成毛坯料的制造，或者使用金属压铸、注塑的方式制造毛坯料；
如选择石英石作为谐振陀螺基座（1）材料，则使用数控铣床先铣出轮廓形状，再使用激光切割或磨削车床实现基座（1）中孔的制造，最后使用磨片和砂纸并结合加工液对基座（1）进行打磨，使其达到所需的平整度和光洁度；
步骤三：精密研磨；
研磨抛光是通过研磨料对谐振陀螺基座（1）的毛坯料进行研磨抛光，进一步提高装配的尺寸精度；
步骤四：部件安装；
将检测电极、激励电极、调整与固定装置安装到基座（1）的对应位置上，并调试其功能；
步骤五：装配测试；
将谐振子装配进基座（1）中，并通过调整与固定装置，对谐振子进行位置调整，然后进行测试，当测试无误后将谐振子与基座（1）真空密封起来。
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Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6474161B1 (en) * | 1999-04-23 | 2002-11-05 | Sagem Sa | Gyroscopic sensor and rotation measurement apparatus constituting an application thereof |
| CN103644901A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-19 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 用于半球谐振陀螺敏感表头的装配夹具及装配检测*** |
| US20140360266A1 (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | Beijing Institute Of Technology | Novel bell-shaped vibrator type angular rate gyro |
| CN106370349A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-02-01 | 大连理工大学 | 一种基于超声减摩效应的陀螺转子质心位置精密调整装置及方法 |
| CN109506640A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-22 | 上海航天控制技术研究所 | 一种振动陀螺自动装配装置及其方法 |
| CN211346826U (zh) * | 2019-11-11 | 2020-08-25 | 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 | 一种半球谐振陀螺精密装调和检测装置 |
| CN111633584A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-08 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种新型谐振子夹持器及其使用方法 |
| CN113514082A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-19 | 中国人民解放军国防科技大学 | 微半球谐振陀螺结构装配夹具、装配***及装配方法 |
| WO2021227010A1 (zh) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种高温固态谐振陀螺仪及其组成的钻井测量*** |
| US20220049959A1 (en) * | 2019-11-13 | 2022-02-17 | National University Of Defense Technology | Micro hemispherical resonator gyroscope, and an assembly method and wafer fixture |
| CN114396926A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-04-26 | 上海航天控制技术研究所 | 一种半球谐振陀螺 |
| CN217776780U (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-11 | 山东力创拓智能装备有限公司 | 一种石英半球谐振子加工工装 |
| CN217943018U (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-02 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 一种弹性夹具 |
| CN218066520U (zh) * | 2021-03-31 | 2022-12-16 | 宁波微儿智能科技有限公司 | 一种半球谐振陀螺仪 |
| CN115592289A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-13 | 北京理工大学(Cn) | 一种基于温度梯度的半球谐振陀螺铟焊装置及工艺方法 |
| RU2793299C1 (ru) * | 2022-09-16 | 2023-03-31 | Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") | Волновой твердотельный гироскоп |
| CN116164720A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-05-26 | 西安航天时代精密机电有限公司 | 基于半球谐振陀螺敏感组件的球面间隙调整装置及方法 |
| CN117029874A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-11-10 | 北京自动化控制设备研究所 | 半球陀螺装配误差快速识别方法和调整装置 |
| CN117047223A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-11-14 | 陕西航天时代导航设备有限公司 | 一种半球谐振陀螺仪装配工装及装配方法 |
| CN117161755A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-05 | 四川图林科技有限责任公司 | 一种半球谐振陀螺的精密装配设备及装配方法 |
| CN117168504A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 一种半球谐振子与平板电极装配方法及治具 |
| CN117226440A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 四川图林科技有限责任公司 | 一种二件套半球谐振陀螺的谐振子构型及其加工方法 |
-
2024
- 2024-01-18 CN CN202410070368.9A patent/CN117589141B/zh active Active
Patent Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6474161B1 (en) * | 1999-04-23 | 2002-11-05 | Sagem Sa | Gyroscopic sensor and rotation measurement apparatus constituting an application thereof |
| US20140360266A1 (en) * | 2013-06-05 | 2014-12-11 | Beijing Institute Of Technology | Novel bell-shaped vibrator type angular rate gyro |
| CN103644901A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-19 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 用于半球谐振陀螺敏感表头的装配夹具及装配检测*** |
| CN106370349A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-02-01 | 大连理工大学 | 一种基于超声减摩效应的陀螺转子质心位置精密调整装置及方法 |
| CN109506640A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-22 | 上海航天控制技术研究所 | 一种振动陀螺自动装配装置及其方法 |
| CN211346826U (zh) * | 2019-11-11 | 2020-08-25 | 中国船舶重工集团公司第七一七研究所 | 一种半球谐振陀螺精密装调和检测装置 |
| US20220049959A1 (en) * | 2019-11-13 | 2022-02-17 | National University Of Defense Technology | Micro hemispherical resonator gyroscope, and an assembly method and wafer fixture |
| WO2021227010A1 (zh) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种高温固态谐振陀螺仪及其组成的钻井测量*** |
| CN111633584A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-08 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种新型谐振子夹持器及其使用方法 |
| CN218066520U (zh) * | 2021-03-31 | 2022-12-16 | 宁波微儿智能科技有限公司 | 一种半球谐振陀螺仪 |
| CN113514082A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-10-19 | 中国人民解放军国防科技大学 | 微半球谐振陀螺结构装配夹具、装配***及装配方法 |
| CN114396926A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-04-26 | 上海航天控制技术研究所 | 一种半球谐振陀螺 |
| CN217776780U (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-11 | 山东力创拓智能装备有限公司 | 一种石英半球谐振子加工工装 |
| CN217943018U (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-02 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 一种弹性夹具 |
| RU2793299C1 (ru) * | 2022-09-16 | 2023-03-31 | Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") | Волновой твердотельный гироскоп |
| CN115592289A (zh) * | 2022-10-18 | 2023-01-13 | 北京理工大学(Cn) | 一种基于温度梯度的半球谐振陀螺铟焊装置及工艺方法 |
| CN116164720A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-05-26 | 西安航天时代精密机电有限公司 | 基于半球谐振陀螺敏感组件的球面间隙调整装置及方法 |
| CN117029874A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-11-10 | 北京自动化控制设备研究所 | 半球陀螺装配误差快速识别方法和调整装置 |
| CN117047223A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-11-14 | 陕西航天时代导航设备有限公司 | 一种半球谐振陀螺仪装配工装及装配方法 |
| CN117161755A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-05 | 四川图林科技有限责任公司 | 一种半球谐振陀螺的精密装配设备及装配方法 |
| CN117168504A (zh) * | 2023-11-03 | 2023-12-05 | 湖南二零八先进科技有限公司 | 一种半球谐振子与平板电极装配方法及治具 |
| CN117226440A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 四川图林科技有限责任公司 | 一种二件套半球谐振陀螺的谐振子构型及其加工方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李广胜;蒋英杰;孙志强;谢红卫;: "温度效应造成的半球谐振陀螺振幅和测角误差因素分析", 计算技术与自动化, no. 04, 15 December 2009 (2009-12-15) * |
| 齐轶楠;赵辉;赵万良;张强;: "半球谐振陀螺组合零偏稳定性提升技术研究", 导航定位与授时, no. 06, 15 November 2015 (2015-11-15) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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