[发明专利]基于柔性铰链的三维FBG加速度计及其制造工艺

摘要

一种基于柔性铰链的三维FBG加速度计，包括传感器壳体、传感单元与单根光纤光栅，优选为FBG，所述传感单元包括X、Y、Z向金属传感芯体，X、Y向金属传感芯体相互垂直连接，并位于同一水平面，Z向金属传感芯体与X、Y向金属传感芯体均垂直，三个金属传感芯体都为包括基座、铰链、质量块的柔性铰链结构，单根光纤光栅的一端位于传感器壳体的外部，另一端依次穿经一号出纤孔、X质沟槽、X基沟槽、Y基沟槽、Y质沟槽、Z质沟槽、Z基沟槽、二号出纤孔后延伸至传感器壳体的外部。本设计不仅精确度较高，体积较小，而且利于接入传感网络，便于制作与使用。

主权项

1.一种基于柔性铰链的三维FBG加速度计，包括中空结构的传感器壳体（2）及其内部设置的传感单元（4），所述传感器壳体（2）的顶部、底部分别与传感器壳盖（1）、传感器底座（3）相连接，且在传感单元（4）上设置有光纤光栅（8），其特征在于：所述传感单元（4）包括X向金属传感芯体（5）、Y向金属传感芯体（6）与Z向金属传感芯体（7），X向金属传感芯体（5）、Y向金属传感芯体（6）位于同一水平面，X向金属传感芯体（5）、Y向金属传感芯体（6）相互垂直，Z向金属传感芯体（7）与X向金属传感芯体（5）、Y向金属传感芯体（6）所共在的水平面相互垂直；所述X向金属传感芯体（5）包括依次连接的X向基座（51）、X向铰链（52）、X向质量块（53），所述Y向金属传感芯体（6）包括依次连接的Y向基座（61）、Y向铰链（62）、Y向质量块（63），所述Z向金属传感芯体（7）包括依次连接的Z向基座（71）、Z向铰链（72）、Z向质量块（73）；所述X向基座（51）与Y向基座（61）相互连接为一体结构的中承块（41），该中承块（41）的内侧开设有切口槽（42）以与Z向基座（71）的顶部进行插入连接，Z向基座（71）与中承块（41）相互垂直，Z向基座（71）的底部与传感器底座（3）的顶面垂直连接；所述X向基座（51）、X向质量块（53）、Y向基座（61）、Y向质量块（63）、Z向基座（71）、Z向质量块（73）的外侧部上都开设有一一对应的X基沟槽（54）、X质沟槽（55）、Y基沟槽（64）、Y质沟槽（65）、Z基沟槽（74）、Z质沟槽（75），所述光纤光栅（8）的一端位于传感器壳体（2）的外部，另一端依次穿经一号出纤孔（21）、X质沟槽（55）、X基沟槽（54）、Y基沟槽（64）、Y质沟槽（65）、Z质沟槽（75）、Z基沟槽（74）、二号出纤孔（22）后延伸至传感器壳体（2）的外部，且在传感器壳体（2）的侧壁上分别开设有一号出纤孔（21）、二号出纤孔（22）。