[发明专利]一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置

说明书

本发明属于半球谐振陀螺仪领域，特别涉及卫星惯性导航系统中半球谐振陀螺仪谐振子金属化工艺；具体为一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置；所述装置包括振子内球面掩膜结构或/和振子外球面掩膜结构；所述振子内球面掩膜结构用于对振子外球面进行镀膜时遮盖振子外球面和振子唇口表面；所述振子外球面掩膜结构用于对振子内球面进行镀膜时遮盖振子内球面和振子唇口表面；通过本发明设计出的掩膜装置，可分别用于遮盖振子的外球面、内球面和唇口端面，以保证膜层在需要的表面均匀沉积的同时又不会飘散到其他表面上。

技术领域

本发明属于半球谐振陀螺仪领域，特别涉及卫星惯性导航系统中半球谐振陀螺仪谐振子金属化工艺，具体为一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置。

背景技术

半球谐振陀螺仪(Hemispherical Resonator Gyro，简称HRG)是哥式振动陀螺仪中的一种具有惯导级性能的高精度陀螺仪，半球谐振陀螺属于振动旋转传感器，具有高精度、长寿命、高可靠、噪声低、抗核辐射、耐高冲击等特点，随机漂移可达到10-4°/hr量级，可以连续工作15年以上并仍保持要求的性能，是卫星、战略武器和空间飞机器等领域应用中最优选的传感器。

半球谐振陀螺依靠半球形谐振子的薄壳驻波振动来敏感外界的载体角度变化，其核心敏感部件是半球形谐振子。半球谐振子采用低热膨胀系数、低阻尼损耗的硬脆熔融石英玻璃材料精密磨削加工成型。金属化工艺是为半球谐振子表面沉积上一层导电薄膜，从而可以控制其振动并读取振动信号，通过掩膜来遮挡沉积的表面，使得膜层只沉积在振子的内外球面和柱面。掩膜的结构会影响装夹的复杂程度，为了避免掩膜在装夹的过程中对振子造成损伤，提高膜层的沉积精度，需要设计一套结构更加合理的振子掩膜装置。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于半球谐振子金属化工艺的掩膜装置，所述装置包括振子内球面掩膜结构或/和振子外球面掩膜结构；即该装置包括三种结构，包括只对振子内球面掩膜镀膜时的振子内球面掩膜结构，只对振子外球面掩膜镀膜时的振子外球面掩膜结构，以及对振子内球面掩膜和外球面掩膜均镀膜时采用的振子内球面掩膜结构和振子外球面掩膜结构；

其中，振子内球面掩膜结构用于对振子外球面进行镀膜时遮盖振子外半球面和振子唇口表面；所述振子外球面掩膜结构用于对振子内球面进行镀膜时遮盖振子内半球面和振子唇口表面。

进一步的，所述振子内球面掩膜结构包括振子内球面掩膜盖以及振子内球掩膜底座，所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接。

进一步的，所述振子内球面掩膜盖包括中空且内径依次增大的夹持轴、限位盘、外轴套壳以及配合套壳；其中，在配合套壳上方的左右两侧分别设置有掩膜盖卡扣孔；夹持轴顶部设置为倒角。

进一步的，所述振子内球掩膜底座包括唇口遮挡平台、外球套壳、握持环和配合套壳，在所述握持环下设置有与内球面掩膜盖配合套壳相对的底座卡扣孔。

进一步的，所述振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间通过紧固卡扣之间进行连接包括紧固卡扣通过连接掩膜盖卡扣孔和底座卡扣孔，从而实现对振子内球面掩膜盖和振子内球掩膜底座之间的连接。

进一步的，所述振子外球面掩膜结构包括唇口遮挡平台，在唇口遮挡平台的上方设置有锥壳。

本发明的有益效果：

1、本发明设计出的掩膜结构简单，装夹方便；

2、本发明的卡扣的紧固力集中在掩膜上，从而减少了振子唇口的受力，避免唇口的蹦边；

3、本发明针对半球外形特点进行设计，掩膜精度更好，能够有效减少膜层漂移；

4、本发明分别针对半球谐振子的内球金属化镀膜和外球金属化镀膜工艺中，便于分别遮盖振子的外球面、内球面和唇口端面，以保证膜层在需要的表面均匀沉积的同时又不会飘散到其他表面上。