一种用于半球谐振子与电极基板焊接的谐振子固定装置

1.本发明涉及一种精密装配检测系统，尤其涉及一种用于半球谐振子与电极基板焊接的谐振子固定装置。


背景技术：

2.半球谐振陀螺是一种新型固态振动陀螺，通过半球谐振子唇沿形成的电容变化检测半球谐振子驻波方位角实现对角速率的测量。从半球谐振陀螺的发展历程和已有的应用情况来看，其具有高精度、高可靠、长寿命的固有特征，以及结构简单、抗空间电离辐射能力强等特点，半球谐振陀螺独有的物理特性，使其成为长寿命、高精度、高稳定性、低成本及小型化的惯性导航系统的核心部件，可完美适应航天器与卫星的姿态控制、航空器导航、导弹制导、精确定位定向以及船舶导航、石油钻孔勘探等领域，有着最广阔的应用前景。
3.熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板的焊接工艺偏差是半球谐振陀螺的主要误差源之一，焊接过程中会产生熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板间的间隙误差，间隙误差会导致周向均布的8个电极与半球谐振子唇沿间电容值不同，对半球谐振陀螺的检测与控制精度造成影响。在焊接工艺前，半球谐振子与电极基板的位置已经过精密调整，如何确保焊接过程中半球谐振子与电极基板间的相对位置不发生改变显得至关重要。目前国内现有技术主要借助千分尺实现相对位置的微调，并借助定位销等机构实现半球谐振子与电极基板间相对位置的固定，但在焊接过程中，温度变化引起的装置形变，仍会带来半球谐振子与电极基板的相对位置变化，对半球谐振陀螺的性能造成影响。


技术实现要素：

4.本发明需要解决的技术问题是：在半球谐振子与石英电极基板焊接过程中，温度变化引起的装置形变，易导致熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板间的间隙误差，间隙误差会导致周向均布的8个电极与半球谐振子唇沿间电容值不同，对半球谐振陀螺的检测与控制精度造成影响；进而提供一种用于半球谐振子与电极基板焊接的谐振子固定装置。
5.本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：
6.一种用于半球谐振子与电极基板焊接的谐振子固定装置，包括两个支撑板、两根压杆和两根支撑杆，所述的两个支撑板上下相对间隔设置并通过两根支撑杆进行固定连接，所述的两根压杆上下相对设置，且处于两个支撑板之间，处于上方的压杆固接在处于上方的支撑板上，处于下方的压杆固接在处于下方的支撑板上，所述的两根压杆将蘑菇形半球谐振子夹持住，且两根压杆均为陶瓷材质。
7.进一步的，所述的支撑板包括固定圆盘和两根横杆，所述的两根横杆分别设置在固定圆盘的两侧，且与固定圆盘一体连接；所述的两根压杆分别连接在两个支撑板的固定圆盘上；所述的支撑杆的顶端与处于上方的支撑板的横杆外端固连，支撑杆的底端与处于下方的支撑板的横杆外端固连。
8.进一步的，所述的横杆的外端端部开有定位安装孔，所述的支撑杆的两端分别设计成凸台结构，且两端端部还设置有安装螺纹孔，所述的支撑杆的凸台插装在横杆的定位安装孔中并通过紧固螺钉进行连接。
9.进一步的，所述的固定圆盘的中心位置开有圆形凹槽，所述的圆形凹槽的槽底处由外至内依次开有一圈第一橡胶圈安装槽、一圈螺纹安装孔和一圈第二橡胶圈安装槽，所述的第一橡胶圈安装槽和第二橡胶圈安装槽内分别嵌入一根弹性橡胶圈。
10.进一步的，所述的压杆包括安装圆盘和中心固定杆，所述的中心固定杆的一端垂直固接在安装圆盘的中心位置，所述两个压杆的中心固定杆的另一端将蘑菇形半球谐振子夹持住，所述的安装圆盘上以中心固定杆为轴周向开有多个安装通孔，所述的安装圆盘插在支撑板的圆形凹槽内，且所述的压杆与支撑板通过安装通孔、紧固螺钉和螺纹安装孔进行连接。
11.进一步的，所述的中心固定杆的另一端为多分瓣结构，且与蘑菇形半球谐振子中心杆的两端端部相匹配。
12.进一步的，所述的中心固定杆上的分瓣结构为周向均匀设置的四个弧形块组成，所述的四个弧形块之间形成一个十字花型凹槽，所述的十字花型凹槽的中心位置呈圆形。
13.进一步的，所述的处于下方的压杆的中心固定杆的长度长于处于上方的压杆的中心固定杆的长度。
14.进一步的，所述的谐振子固定装置还包括基座，所述的处于下方的支撑板的固定圆盘上以圆形凹槽为中心周向开有多个基座安装孔，所述的处于下方的支撑板通过紧固螺钉和基座安装孔螺接在基座上。
15.进一步的，所述的支撑板采用不锈钢材质。本发明与现有技术相比产生的有益效果是：
16.1、本发明设计的压杆采用陶瓷材质，避免在熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板焊接过程中温度升高引起装置形变，从而引起蘑菇形半球谐振子的位置产生变化，对蘑菇形半球谐振子与石英电极基板的对接精度产生影响，最终导致焊接后的熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板间产生间隙误差；
17.2、本发明中的压杆与蘑菇形半球谐振子接触部分设计为四瓣结构，保证与谐振子杆端面充分接触，提升固定装置可靠性；
18.3、陶瓷材质的压杆与支撑板连接部分放置橡胶圈，避免紧固过程中，安装平整度导致压杆受力不均匀造成压杆结构损伤，提升装置可靠性；
19.4、支撑板设计有定位安装孔，便于装置安装，提升固定装置使用效率，同时定位安装孔具备对支撑杆位置的约束功能，能够增强装置框架结构稳定性。
附图说明
20.附图作为本技术的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。
21.图1为本发明装配后的整体结构示意图；
22.图2为本发明安装在基座上的结构示意图；
23.图3为本发明结构的爆炸图；
24.图4为处于上方的支撑板的结构示意图；
25.图5为处于下方的支撑板的结构示意图；
26.图6为处于上方的压杆的结构示意图；
27.图7为处于下方的压杆的结构示意图；
28.图8为本发明的主视图；
29.图9为图8中a处的局部放大图；
30.图10为图8中b处的局部放大图；
31.图11为本发明的侧视图。
32.图中：1-支撑板；1-1-固定圆盘；1-1-1-圆形凹槽；1-1-2-第一橡胶圈安装槽；1-1-3-螺纹安装孔；1-1-4-第二橡胶圈安装槽；1-1-5-弹性橡胶圈；1-1-6-基座安装孔；1-2-横杆；1-2-1-定位安装孔；2-压杆；2-1-安装圆盘；2-1-1-安装通孔；2-2-中心固定杆；2-2-1-弧形块；2-2-2-十字花型凹槽；3-支撑杆；4-蘑菇形半球谐振子；5-基座。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.参见图1至图11所示，本技术实施例提供一种用于半球谐振子与电极基板焊接的谐振子固定装置，包括两个支撑板1、两根压杆2和两根支撑杆3，所述的两个支撑板1上下相对间隔设置并通过两根支撑杆3进行固定连接，所述的两根压杆2上下相对设置，且处于两个支撑板1之间，处于上方的压杆2固接在处于上方的支撑板1上，处于下方的压杆2固接在处于下方的支撑板1上，所述的两根压杆2将蘑菇形半球谐振子4夹持住，且两根压杆2均为陶瓷材质。
37.本实施方式中，如图1、图2和图3所示，所述的两个支撑板1和两根支撑杆3构成蘑菇形半球谐振子4的支撑框架，处于下方的支撑板为整套装置提供稳固支撑，其上设计有安装通孔，可与基座5连接，提升装置稳定程度，保证了蘑菇形半球谐振子4与石英电极基板的稳固连接；所述的蘑菇形半球谐振子4通过两根压杆2进行夹持，由于石英半球谐振子与石英电极基板在焊接过程中温度升高引起装置形变，从而引起蘑菇形半球谐振子4的位置产生变化，不仅对蘑菇形半球谐振子的固定可靠性造成影响，而且还会对蘑菇形半球谐振子4与石英电极基板的对接精度产生影响，最终导致焊接后的熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板间产生间隙误差，所述的间隙误差会导致熔融石英电极基板上周向均布的8个电
极与半球谐振子唇沿间电容值不同，对半球谐振陀螺的检测与控制精度造成影响，故所述的夹持蘑菇形半球谐振子4的两个压杆2采用低温度膨胀系数的陶瓷材质制成，避免装置产生形变，实现了蘑菇形半球谐振子4的快速、可靠固定功能，充分提高熔融石英半球谐振子与熔融石英电极基板的焊接效率，对半球谐振陀螺的批量生产意义重大。
38.在一种可能的实施方案中，所述的支撑板1包括固定圆盘1-1和两根横杆1-2，所述的两根横杆1-2分别设置在固定圆盘1-1的两侧，且与固定圆盘1-1一体连接；所述的两根压杆2分别连接在两个支撑板1的固定圆盘1-1上，所述的支撑杆3的顶端与处于上方的支撑板1的横杆1-2外端固连，支撑杆3的底端与处于下方的支撑板1的横杆1-2外端固连。
39.本实施方式中，如图11所示，所述的固定圆盘1-1的外径宽于蘑菇形半球谐振子4的最大外径，在保证固定装置稳定程度的基础上，还起到保护蘑菇形半球谐振子4的功能。
40.在一种可能的实施方案中，所述的横杆1-2的外端端部开有定位安装孔1-2-1，所述的支撑杆3的两端分别设计成凸台结构，且两端端部还设置有安装螺纹孔，所述的支撑杆3的凸台插装在横杆1-2的定位安装孔1-2-1中并通过紧固螺钉进行连接。
41.本实施方式中，如图3、图8和图9所示，所述的支撑杆3为不锈钢材质，支撑杆3通过紧固螺丝与处于上方的支撑板及处于下方的支撑板实现稳固连接，构成固定装置的整体框架，支撑杆3两端的凸台结构与支撑板上的定位安装孔1-2-1相匹配，支撑杆上的凸台可以嵌入到支撑板上的定位安装孔1-2-1中，便于安装，同时实现对支撑杆的位置约束，消除框架结构的不稳定因素，提升装置稳定程度，增强蘑菇形半球谐振子固定的可靠程度。
42.在一种可能的实施方案中，所述的固定圆盘1-1的中心位置开有圆形凹槽1-1-1，所述的圆形凹槽1-1-1的槽底处由外至内依次开有一圈第一橡胶圈安装槽1-1-2、一圈螺纹安装孔1-1-3和一圈第二橡胶圈安装槽1-1-4，所述的第一橡胶圈安装槽1-1-2和第二橡胶圈安装槽1-1-4内分别嵌入一根弹性橡胶圈1-1-5。
43.本实施方式中，如图4和图5所示，所述的支撑板1的固定圆盘1-1中设计有大小两圈橡胶圈安装槽，在橡胶圈安装槽中安装橡胶圈后，由于橡胶圈处于压杆与支撑板的连接处，通过紧固螺丝将两个压杆2分别安装在两个支撑板1的圆形凹槽1-1-1内，可以避免由于紧固螺丝在拧紧过程中容易导致压杆2与圆形凹槽1-1-1槽底之间存在受力不均匀的现象，进而导致压杆2与圆形凹槽1-1-1槽底之间的安装平面不平整，在紧固螺丝锁紧过程中导致陶瓷材质的压杆的机械结构损伤，影响蘑菇形半球谐振子固定的可靠程度。
44.在一种可能的实施方案中，所述的压杆2包括安装圆盘2-1和中心固定杆2-2，所述的中心固定杆2-2的一端垂直固接在安装圆盘2-1的中心位置，所述的两个压杆2的中心固定杆2-2的另一端将蘑菇形半球谐振子4夹持住，所述的安装圆盘2-1上以中心固定杆2-2为轴周向开有多个安装通孔2-1-1，所述的安装圆盘2-1插在支撑板1的圆形凹槽1-1-1内，且所述的压杆2通过安装通孔2-1-1和紧固螺钉螺接在支撑板1上的螺纹安装孔1-1-3上。
45.本实施方式中，如图6和图7所示，所述的安装通孔2-1-1为三个，通过紧固螺丝实现与支撑板1的稳固连接。在一种可能的实施方案中，所述的中心固定杆2-2的另一端为多分瓣结构，且与蘑菇形半球谐振子4中心杆的两端端部相匹配。
46.在一种可能的实施方案中，所述的中心固定杆2-2上的分瓣结构为周向均匀设置的四个弧形块2-2-1组成，所述的四个弧形块2-2-1之间形成一个十字花型凹槽2-2-2，所述的十字花型凹槽2-2-2的中心位置呈圆形。
47.本实施方式中，如图6和图7所示，所述的中心固定杆2-2的端部分为四瓣，在蘑菇形半球谐振子4固定过程中实现与蘑菇形半球谐振子4顶杆的充分接触，防止压紧过程中，由于受力不均匀导致蘑菇形半球谐振子4由侧方挤出，提升固定装置的可靠性。
48.在一种可能的实施方案中，所述的处于下方的压杆2的中心固定杆2-2的长度长于处于上方的压杆2的中心固定杆2-2的长度。
49.本实施方式中，如图6和图7所示，相比于处于上方的压杆，处于下方的压杆长度更长，便于放置熔融石英电极基板的固定装置。
50.在一种可能的实施方案中，所述的谐振子固定装置还包括基座5，所述的处于下方的支撑板1的固定圆盘1-1上以圆形凹槽1-1-1为中心周向开有多个基座安装孔1-1-6，所述的处于下方的支撑板1通过紧固螺钉和基座安装孔1-1-6螺接在基座5上。
51.本实施方式中，如图2所示，处于下方的支撑板1设计有四个基座安装孔1-1-6，可以借助紧固螺丝与基座5连接，防止装置倾覆，提升装置稳定性。
52.在一种可能的实施方案中，所述的支撑板1采用不锈钢材质。
53.虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。