[发明专利]用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构

说明书

本发明提供一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，能够解决现有技术中用于MEMS惯性仪表系统的减振结构所存在的技术问题。该MEMS惯性仪表系统包括MEMS惯性仪表和配套的印制电路板，MEMS惯性仪表设置在印制电路板上，该一体化减振结构包括：连接组件和一体化减振器，连接组件套设在MEMS惯性仪表的外侧，用于将一体化减振器与MEMS惯性仪表连接，连接组件沿着MEMS惯性仪表的周向具有环形空腔；一体化减振器用于MEMS惯性仪表系统的减振，其包括多个形状相同的减振元件，多个减振元件沿着环形空腔的周向间隔设置在空腔内，多个减振元件呈中心对称且采用相同弹性材料制成，其中，多个减振元件通过一体成型方式设置在空腔内。

技术领域

本发明涉及减振技术领域，尤其涉及一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构。

背景技术

MEMS惯性仪表是以微电子和微机械工艺为基础制造的新型惯性仪表，主要包括MEMS陀螺和MEMS加速度计，具有体积重量功耗小、集成度高、抗恶劣环境、成本低等优点，可广泛应用于短时自主导航和姿态稳定控制等领域。

MEMS惯性仪表一般由表头和测控电路组成，一种常见的表头封装形式为LCC陶瓷管壳封装，实际使用中，通常采用表贴的方式将陶瓷管壳焊接在对应的印制电路板上，并通过螺钉将印制电路板与壳体进行固连。由于采用刚性互连，受机械安装应力以及外界振动冲击等影响，容易导致仪表的性能恶化，如零位输出跳变和噪声增大等。

为对外界振动、冲击输入进行衰减，通常需要对仪表进行力学防护，目前常见的用于MEMS惯性仪表减振的结构如图1所示，包括四个分立式圆柱形减振器13、套筒14和螺钉15等，其中四个分立式圆柱形减振器分别位于印制电路板12的四角，利用橡胶材料的弹性和阻尼特性对外界振动、冲击进行抑制和过滤。然而，此类减振方式存在以下不足。

(1)由于被减振对象(包括MEMS惯性仪表11和印制电路板12)的质心16位于印制电路板的一侧，减振器的支撑中心17位于减振器的中心平面内，二者难以重合，如图2所示，容易引起振动的耦合，引起仪表输出误差。

(2)为确保减振性能，保证对称性，需严格控制四个减振器自身及其安装的一致性和均匀性，这对后道的微组装工艺提出了较高的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于MEMS惯性仪表的一体化减振结构，能够解决现有技术中用于MEMS惯性仪表系统的减振结构所存在的技术问题。

本发明技术解决方案如下：

本发明提供了一种用于MEMS惯性仪表系统的一体化减振结构，该MEMS惯性仪表系统包括MEMS惯性仪表和配套的印制电路板，MEMS惯性仪表设置在印制电路板上，该一体化减振结构包括：连接组件和一体化减振器，连接组件套设在MEMS惯性仪表的外侧，用于将一体化减振器与MEMS惯性仪表连接，连接组件沿着MEMS惯性仪表的周向具有环形空腔；一体化减振器用于MEMS惯性仪表系统的减振，其包括多个形状相同的减振元件，多个减振元件沿着环形空腔的周向间隔设置在空腔内，多个减振元件呈中心对称且采用相同弹性材料制成，其中，多个减振元件通过一体成型方式设置在空腔内。

进一步地，减振元件的高度设置为：该高度使得减振器的支撑中心与MEMS惯性仪表系统的质心重合。

进一步地，通过注塑或金属模压方式将弹性材料一体成型在空腔内以得到多个形状相同的减振元件。

进一步地，减振元件采用橡胶制成，橡胶通过注塑或金属模压方式填充在空腔内且经高温硫化成型得到多个形状相同的减振元件。

进一步地，橡胶为硅橡胶。

进一步地，一体化减振器包括四个减振元件。