专利名称：一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子导航与控制中惯性传感系统的技术领域，特别涉及一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统。
背景技术：
姿态航向参考系统，英文简写AHRS，其主要由三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴地磁传感器和微处理器组成。根据惯性导航原理的要求，加速度计的三个敏感轴xa、Ya、Za，陀螺仪的三个敏感轴XpYpZe，地磁磁传感器三个敏感轴XM、YM、ZM ；其相正面的X、Y、Z每个轴必须平行，同时相交叉的Χ、γ、ζ每个轴相互之间也必须正交。在此前提下，微处理对所有传感数据进行计算，系统可直接输出刚体；在载入姿态航向参考系统载体的俯仰角、横滚角和航向角后，进而推导出所附载体的速度、位置和运动轨迹。为了保证传感器件的X、Y、Z轴分别平行、相互之间必须正交的条件，一般需要特定的装置来安装固定加速度计、陀螺仪及地磁传感器；在现有技术中，姿态航向参考系统的固定方式通常是采用加工或焊接方式并形成一个正交结构的框架，再将加速度计、陀螺仪与地磁传感器固定在其外表面。如某姿态航向参考系统现有产品中，是把焊接有加速度计、陀螺仪与地磁传感器的印刷电路板通过直角弯针焊接在系统的安装基准板上，使子板上的加速度计、陀螺仪与地磁传感器与母板上的加速度计、陀螺仪与地磁传感器保持相互平行或正交。这种方式为目前姿态航向参考系统较常使用的设计，但由于直角弯针本身就有角度误差，在焊接的时候又引入了新的安装误差，因此总体精度较差，无法准确的保证X、Y、Z三个敏感轴之间的正交性。再如专利号为CN200610011562. 1的中国发明申请专利《一种轻小型惯性测量单元》(公告号为CN1821717A)；采用微型MEMS惯性器件，配合必要元器件构成χ向、y向、ζ 向三块惯性器件板，由信号处理电路板进行信号转换，所有电路板安装在“Τ”形空心架上； 三个惯性器件板上的微型加速度计分布各不相同，相互距离在空间减少到最大程度，信号处理电路合理安装，不会增大微小型惯性测量单元的体积；金属结构架包括主金属框和辅金属框两部分，辅金属框固连在主金属框的中线处，两个金属框互相垂直成“Τ”型。把焊接有加速度计、陀螺仪与地磁传感器的若干块印刷电路板按照相互垂直的方向固定在结构框架上。这种方法用机械加工的框架可以达到较高的精度，但只提供了三个安装面，当系统所用器件过多超过“Τ”型空心架辅金属框前后面面积范围时，需要增加应刷电路板的数量，并用螺栓配合螺母将这些新增电路板串接在一起，安装工序多，弓丨入安装误差较大。并且采用若干块印刷电路板，在实现板与板之间的电气连接方面只能也通过焊接连线的方式实现少量的连接。若干块印刷电路板之间的电气连接超过一定数量时，这种方法则无法解决。再如专利号为CN200710063635. 6的中国发明申请专利《一种隐式结构微型惯性测量单元》(公告号为CN101038173A)；按照一定垂直度、平面度和光洁度的要求，采用合成陶瓷材料加工一正方体基座。利用具有一定光洁度的合成陶瓷材料表面可电镀电路的特点，根据加速度计、陀螺仪的封装、电路原理图及安装要求，在基座表面电镀电路并附着焊盘。将加速度计和陀螺仪分别焊接到基座三个相互垂直的面上，在空间上实现相互正交。但是因为正方体基座采用表面电镀电路的方式，所以器件只能焊接在其外表面，可利用的空间有限，而如要增加器件的数量，则一定会增大正方体基座的体积，限制了载体功能多样化和轻型化的发展。一种隐式结构微型惯性测量单元中，没有引入微处理器，因此不能进行独立的数据处理，无法直接输出载体的运动姿态。并且使用合成陶瓷材料，成本较高。综上所述，上述现有技术中微型姿态航向参考系统由于自身的结构设计原因，主要存在有以下七个缺点
1、金属框架过重，大大增加微型姿态航向参考系统的重量，不利于其向轻型化的发展。2、微型姿态航向参考系统体积过大，不利于突破载体内部空间的限制，不利于其向小型化的发展。3、用焊接结构来保证加速度计、陀螺仪与地磁传感器敏感轴之间的正交结构，误
差较大。4、安装工序较多，引入安装误差较大，加工成本较高。5、微型姿态航向参考系统不包括微处理器，不具备独立运算功能。6、采用单面贴装技术，可利用的空间有限，不利于器件的扩展。7、采用多块印刷电路板组合的方式，不适于高密度的电气连接。因此目前技术下的微型姿态航向参考系统无法兼顾体积小、重量轻、精度高、成本低以及可扩展性强的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种结构紧凑、构件体积小、测量精度高、构件可靠性好及具有独立运算能力的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，包括有位于内核的三维空间集成基座，且该三维空间集成基座为六面体；三维空间集成基座外表面紧覆有多层刚柔结合板；多层刚柔结合板一面内配有微处理器，另外五面分别配装有三个单轴陀螺仪、一个三轴加速度计和一个三轴磁传感器；三维空间集成基座一面制有主器件槽，且微处理器嵌入于该主器件槽内；三维空间集成基座每面四角处均插配有定位螺钉，且定位螺钉还与多层刚柔结合板对应处穿插紧配；一次成型的三维空间集成基座，能利用削磨加工到精密的平面度和垂直度，直接提供三对两两互相垂直的安装面，对应配合并满足传感器件的X、Y、Z轴分别平行，相互之间必须正交的安装要求。采取的措施还包括 上述的多层刚柔结合板其六面体分别为第一刚性印刷电路板部分、第二刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第四刚性印刷电路板部分、第五刚性印刷电路板部分、第六刚性印刷电路板部分。上述的第一刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第五刚性印刷电路板部分、第六刚性印刷电路板部分依次自左而右成一直线并列布置，且相接处粘连有韧带。
上述的第二刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第四刚性印刷电路板部分依次自下而上成一直线并列布置，且相接处粘连有韧带。上述的微处理器配于第一刚性印刷电路板部分上；第二刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第四刚性印刷电路板部分、第五刚性印刷电路板部分、第六刚性印刷电路板部分的每一面板中间位置均制有一个电路板安装孔，每一内表面上均配装有六个凸起、并依电路板安装孔为中心陈列布置的被动元件。上述的第一刚性印刷电路板部分、第二刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第四刚性印刷电路板部分、第五刚性印刷电路板部分、第六刚性印刷电路板部分每一面板的四角处均制有定位孔，且定位孔与所述的定位螺钉对应插配。上述的陀螺仪为三个，分别安装于第二刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第五刚性印刷电路板部分中间部位；三轴磁传感器为一个，并安装于第四刚性印刷电路板部分的中间部位；三轴加速度计为一个，并安装于第六刚性印刷电路板部分的中间部位，使三轴加速度计的ζ向敏感轴与安装平面相互垂直。上述的三维空间集成基座采用钛合金材料制成，或采用树脂材料制成，或采用铝合金材料制成。上述的三维空间集成基座其六面分别为前平面、后平面、左平面、右平面、上平面和下平面，并分别与多层刚柔结合板的第一刚性印刷电路板部分、第二刚性印刷电路板部分、第三刚性印刷电路板部分、第四刚性印刷电路板部分、第五刚性印刷电路板部分、第六刚性印刷电路板部分一一配对。上述的主器件槽配制于左平面上，左平面的四角位置上均制有一条内凹的灌胶槽；前平面、后平面、右平面、上平面和下平面中间位置均制有方形凸块体，方形凸块体的四周制有内凹的回字形辅器件安装槽，配于多层刚柔结合板上的被动元件与对应的回字形辅器件安装槽嵌配。上述的前平面、后平面、右平面、上平面和下平面上每一方形凸块体的中心处制有基座安装孔，且每一基座安装孔与多层刚柔结合板上的电路板安装孔一一对正。与现有技术相比，本发明包括有位于内核的三维空间集成基座，且该三维空间集成基座为六面体；三维空间集成基座外表面紧覆有多层刚柔结合板；多层刚柔结合板一面内配有微处理器，另外五面分别配装有三个单轴陀螺仪、一个三轴加速度计和一个三轴磁传感器；三维空间集成基座一面制有主器件槽，且微处理器嵌入于该主器件槽内；三维空间集成基座每面四角处均插配有定位螺钉，且定位螺钉还与多层刚柔结合板对应处穿插紧配。本发明实施例的优点在于一次成型的三维空间集成基座，其可利用削磨加工到精密的平面度和垂直度，直接提供三对两两互相垂直的安装面，满足了传感器件的X、Y、Z轴分别平行，相互之间必须正交的安装要求，降低了在安装过程中产生的非正交误差；采用双层或多层印刷电路板安装各种传感器件，减少了整个基座的体积，便于在不增加载体体积的情况下扩展系统中传感器件的数量与姿态航向参考系统的功能；将加速度计、陀螺仪、地磁传感器与微处理器进行结构一体化设计，共用一块六面的十字架结构的多层刚柔结合板，各个面之间的电气连接通过多层柔性性印刷电路板部分实现，整个结构可靠性提高、实现多数量的电气互连，有效降低了拼接安装印刷电路板过程中产生的安装误差；引入了微处理器，达到独立的运算和数据处理功能，直接输出载体的俯仰角、横滚角和航向角。
图1是本发明实施例中多层刚柔结合板的六面板的展开示意图2是本发明实施例多层刚柔结合板六面板部分翻折时的三维轴测示意图； 图3是本发明实施例多层刚柔结合板六面板内侧配装被动元件、微处理器的平面展开示意图4是本发明实施例三维空间集成基座的左前俯视示意图； 图5是本发明实施例三维空间集成基座右后仰视示意图6是本发明实施例多层刚柔结合板与三维空间集成基座配对呈半包覆状态时的三维示意图7是本发明实施例多层刚柔结合板与三维空间集成基座完全包覆后的左前俯视示意图8是本发明实施例多层刚柔结合板与三维空间集成基座完全包覆后的右后仰视示意图。
具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图1至图8所示，图标号说明如下多层刚柔结合板101，第一刚性印刷电路板部分102，第二刚性印刷电路板部分103，第三刚性印刷电路板部分104，第四刚性印刷电路板部分105，第五刚性印刷电路板部分106，第六刚性印刷电路板部分107，韧带108，定位孔 109，电路板安装孔110，被动元件201，微处理器301，三维空间集成基座401，左平面402，前平面403，下平面404，后平面405，右平面406，上平面407，定位螺钉409，基座安装孔410， 灌胶槽411，主器件槽412，回字形辅器件安装槽413，单轴陀螺仪701，三轴加速度计702，三轴磁传感器703。本发明实施例，一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，包括有位于内核的三维空间集成基座401，且该三维空间集成基座401为六面体；三维空间集成基座 401外表面紧覆有多层刚柔结合板101 ；多层刚柔结合板101 —面内配有微处理器301，另外五面分别配装有三个单轴陀螺仪701、一个三轴加速度计702和一个三轴磁传感器703 ； 三维空间集成基座401 —面制有主器件槽412，且微处理器301嵌入于该主器件槽412内； 三维空间集成基座401每面四角处均插配有定位螺钉409，且定位螺钉409还与多层刚柔结合板101对应处穿插紧配。多层刚柔结合板101其六面体分别为第一刚性印刷电路板部分102、第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第四刚性印刷电路板部分105、第五刚性印刷电路板部分106、第六刚性印刷电路板部分107。第一刚性印刷电路板部分102、第三刚性印刷电路板部分104、第五刚性印刷电路板部分106、第六刚性印刷电路板部分107依次自左而右成一直线并列布置，且相接处粘连有韧带108。第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第四刚性印刷电路板部分105依次自下而上成一直线并列布置，且相接处粘连有韧带108。微处理器301配于第一刚性印刷电路板部分102上；第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第四刚性印刷电路板部分105、第五刚性印刷电路板部分106、第六刚性印刷电路板部分107的每一面板中间位置均制有一个电路板安装孔110，每一内表面上均配装有六个凸起、并依电路板安装孔110为中心陈列布置的被动元件201。第一刚性印刷电路板部分102、第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第四刚性印刷电路板部分105、第五刚性印刷电路板部分106、第六刚性印刷电路板部分107每一面板的四角处均制有定位孔109，且定位孔109与定位螺钉409 对应插配。陀螺仪701为三个，分别安装于第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第五刚性印刷电路板部分106中间部位；所述的三轴磁传感器703为一个， 并安装于第四刚性印刷电路板部分105的中间部位；所述的三轴加速度计702为一个，并安装于第六刚性印刷电路板部分107的中间部位，使三轴加速度计702的ζ向敏感轴与安装平面相互垂直。三维空间集成基座401采用钛合金材料制成，或采用树脂材料制成，或采用铝合金材料制成；三维空间集成基座401其六面分别为前平面403、后平面405、左平面402、右平面406、上平面407和下平面404，并分别与多层刚柔结合板101的第一刚性印刷电路板部分102、第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第四刚性印刷电路板部分105、第五刚性印刷电路板部分106、第六刚性印刷电路板部分107 —一配对。主器件槽412配制于左平面402上，左平面402的四角位置上均制有一条内凹的灌胶槽411 ；所述的前平面403、后平面405、右平面406、上平面407和下平面404中间位置均制有方形凸块体，方形凸块体的四周制有内凹的回字形辅器件安装槽413，配于多层刚柔结合板101上的被动元件201与对应的回字形辅器件安装槽413嵌配。前平面403、后平面405、右平面406、上平面407和下平面404上每一方形凸块体的中心处制有基座安装孔410，且每一基座安装孔410与多层刚柔结合板101上的电路板安装孔110——对正。本发明实施例的装配过程以及最终结构的形成主要包括以下步骤
第一步根据选用电子元器件的尺寸、电路原理图及安装要求，提供一六面的十字架结构的多层刚柔结合板101，如图1所示，所述六面的十字架结构的多层刚柔结合板101，是本发明所采用的微型电子元器件的处理电路板，包括6面刚性印刷电路板部分第一刚性印刷电路板部分102、第二刚性印刷电路板部分103、第三刚性印刷电路板部分104、第四刚性印刷电路板部分105、第五刚性印刷电路板部分106、第六刚性印刷电路板部分107，5块柔性印刷电路板部分韧带108、24个定位孔109和5个基座安装孔110，其中刚性印刷电路板部分102用来安装微处理器301和若干被动元件201，在三维立体结构的微型姿态航向参考系统中对微处理器301没有精确的定位要求，所以上述刚性印刷电路板部分102不用在印刷电路板上钻电路板安装孔110，其余刚性印刷电路板部分103、104、105、106、107用来安装加速度计、陀螺仪、地磁传感器传感器件和若干被动元件，需要进行精确定位，所以都要在印刷电路板上钻电路板安装孔110。同时，如图2所示，六面的十字架结构的多层刚柔结合板101可沿柔性印刷电路板部分108进行翻折。第二步根据选用电子元器件的尺寸以及六面的十字架结构的多层刚柔结合板 101的尺寸，提供一采用特殊材料如钛合金、树脂、铝合金等加工而成的三维空间集成基座 401，如图4至图5所示，规定各坐标系轴向如右图所示，规定X轴正向为左、X轴负向为右、Y 轴正向为前、Y轴负向为后、Z轴正向为上、Z轴负向为下。三维空间集成基座401是按照一定的垂直度、平面度、光洁度和元器件尺寸加工而成。它包含6个分别与所述刚性印刷电路板部分102、103、104、105、106、107相对应的面前平面403、后平面405、左平面402、右平面406、上平面407、下平面404。其中左平面402与所述刚性印刷电路板102相对应，它由 4个与所述定位孔109对应的定位销钉409、4条灌胶槽411以及一块多边形主器件槽412 构成，主器件槽412的尺寸必须大于所选微处理器301的尺寸；其余五个面的对应关系为 前平面403对应刚性印刷电路板部分103、下平面404对应刚性印刷电路板部分104、后平面405对应刚性印刷电路板部分405、右平面406对应刚性印刷电路板部分106、上平面407 对应刚性印刷电路板部分107 ；这5个面的结构相同，分别包括4个与所述定位孔109相对应的定位销钉409，1个与所述电路板安装孔110相对应的基座安装孔410和1条回字形辅器件安装槽413。第三步如图3所示，将一种三维立体结构的微型姿态航向参考系统所需的微处理器301安装在六面的十字架结构的多层刚柔结合板101的刚性印刷电路板部分102的内侧中央部分；将若干被动元件201安装在其余5个刚性印刷电路板部分103、104、105、106、 107的内侧，在设计印刷电路板的时候需要注意，被动元件在刚性印刷电路板部分103、 104、105、106、107内侧上的位置必须在所述与之对应的MEMS器件三维空间集成基座401的 5个面，前平面403、下平面404、后平面405、右平面406、上平面407的辅器件安装槽413相一致。第四步如图6所示，将所述六面的十字架结构的多层刚柔结合板101与所述 MEMS器件三维空间集成基座401对接，使所述刚性印刷电路板部分102对应左平面402、刚性印刷电路板部分103对应前平面403、刚性印刷电路板部分104对应下平面404、刚性印刷电路板部分105对应后平面405、刚性印刷电路板部分106对应右平面406、刚性印刷电路板部分107对应上平面407 ；在灌胶槽411内灌入胶水，将六面的十字架结构的多层刚柔结合板101沿柔性印刷电路板部分108进行翻折，使电路板安装孔110与基座安装孔410、 及定位孔109与定位销钉409对准，然后施加一定的压力，将定位销钉409插入定位孔109， 从而使六面的十字架结构的多层刚柔结合板101与MEMS器件三维空间集成基座401紧贴并对接。使用螺钉连接电路板安装孔110与基座安装孔410。第五步如图7至8所示，将三个单轴的陀螺仪701分别安装在六面的十字架结构的多层刚柔结合板101的刚性印刷电路板部分103、刚性印刷电路板部分104和刚性印刷电路板部分106的外侧中央，使三个单轴陀螺仪701的敏感轴均垂直于器件的安装平面，因为三维空间集成基座的前平面403、下平面404和右平面406两两垂直，而刚性印刷电路板部分103、刚性印刷电路板部分104和刚性印刷电路板部分106与这三个面一一对应，并且通过定位孔109和销钉409实现精确定位、通过螺钉串连电路板安装孔110与基座安装孔410 实现紧贴，因此三个单轴陀螺仪701的敏感轴两两垂直垂直且交于空间的同一点。将一个三轴加速度计702安装在刚性印刷电路板部分107的外侧中央，使三轴加速度计702的ζ 向敏感轴与安装平面相互垂直。将一个三轴磁传感器703安装在刚性印刷电路板部分105 的外侧中央，使磁传感器703的ζ向敏感轴与安装平面相互垂直。将若干被动元件安装在刚性印刷电路板部分102的外侧。本发明实施例的设计原理如下所述
使用精密注塑或机械加工形成所需尺寸的三维空间集成基座401，严格保证三维空间集成基座401各个表面的垂直度、平面度和光洁度。三维空间集成基座401为加速度计、陀螺仪、地磁传感器提供了三对两两相互垂直的表面，最大限度地满足了器件的安装要求，最大程度的降低了在安装过程中产生的非正交误差。所选用的三维空间集成基座的材料具有良好的导热性，保证三维空间集成基座的各个部分在温度变化时收到的热应力均勻分布， 更大程度的降低了在温度变化时由基材的热应力分布不均勻而产生的非正交误差。按照所需电子元器件的电路原理图及安装要求，将传感器件和微处理器分别安装在六面十字架型的刚柔结合板上，沿柔性印刷电路板部分翻折，使印刷电路板的六个面完全紧贴正方体基座的六个表面，最后使用销钉和螺钉连接正方体基座和刚柔结合板，实现精确的固定安装。 各个面之间的电气互连通过多层的柔性电路板实现。而加速度计、陀螺仪以及地磁磁传感器就分别固定在了三维空间集成基座的三对两两互相垂直的安装面上，满足姿态航向参考系统(AHRS)对器件在空间分布上的结构要求。根据所需元器件的的尺寸，确定基座以及刚柔结合板的大小，优化各个参数，在保证性能的同时最大限度地减少其尺寸、降低其重量。本发明实施例的优点在于一次成型的三维空间集成基座，其可利用削磨加工到精密的平面度和垂直度，直接提供三对两两互相垂直的安装面，满足了传感器件的X、Y、Z 轴分别平行，相互之间必须正交的安装要求，降低了在安装过程中产生的非正交误差；采用双层或多层印刷电路板安装各种传感器件，减少了整个基座的体积，便于在不增加载体体积的情况下扩展系统中传感器件的数量与姿态航向参考系统的功能；将加速度计、陀螺仪、 地磁传感器与微处理器进行结构一体化设计，共用一块六面的十字架结构的多层刚柔结合板，各个面之间的电气连接通过多层柔性性印刷电路板部分实现，整个结构可靠性提高、实现多数量的电气互连，有效降低了拼接安装印刷电路板过程中产生的安装误差；引入了微处理器，达到独立的运算和数据处理功能，直接输出载体的俯仰角、横滚角和航向角。本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
权利要求
1.一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，包括有位于内核的三维空间集成基座(401)，且该三维空间集成基座(401)为六面体；所述的三维空间集成基座(401) 外表面紧覆有多层刚柔结合板(101)；其特征是所述的多层刚柔结合板(101) —面内配有微处理器(301)，另外五面分别配装有三个单轴陀螺仪(701)、一个三轴加速度计(702)和一个三轴磁传感器(703)；所述的三维空间集成基座(401) —面制有主器件槽(412)，且微处理器(301)嵌入于该主器件槽(412)内；所述的三维空间集成基座(401)每面四角处均插配有定位螺钉(409)，且定位螺钉(409)还与多层刚柔结合板(101)对应处穿插紧配；一次成型的三维空间集成基座，能利用削磨加工到精密的平面度和垂直度，直接提供三对两两互相垂直的安装面，对应配合并满足传感器件的X、Y、Z轴分别平行，相互之间必须正交的安装要求。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的多层刚柔结合板(101)其六面体分别为第一刚性印刷电路板部分(102)、第二刚性印刷电路板部分(103)、第三刚性印刷电路板部分(104)、第四刚性印刷电路板部分 (105)、第五刚性印刷电路板部分(106)、第六刚性印刷电路板部分(107)。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的第一刚性印刷电路板部分(102)、第三刚性印刷电路板部分(104)、第五刚性印刷电路板部分(106)、第六刚性印刷电路板部分(107)依次自左而右成一直线并列布置， 且相接处粘连有韧带(108)。
4.根据权利要求2所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的第二刚性印刷电路板部分(103)、第三刚性印刷电路板部分(104)、第四刚性印刷电路板部分(105)依次自下而上成一直线并列布置，且相接处粘连有韧带(108)。
5.根据权利要求2所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的微处理器(301)配于第一刚性印刷电路板部分(102)上；所述的第二刚性印刷电路板部分(103)、第三刚性印刷电路板部分(104)、第四刚性印刷电路板部分(105)、第五刚性印刷电路板部分(106)、第六刚性印刷电路板部分(107)的每一面板中间位置均制有一个电路板安装孔(110)，每一内表面上均配装有六个凸起、并依电路板安装孔(110)为中心陈列布置的被动元件(201)。
6.根据权利要求5所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是第一刚性印刷电路板部分(102)、第二刚性印刷电路板部分(103)、第三刚性印刷电路板部分(104)、第四刚性印刷电路板部分(105)、第五刚性印刷电路板部分(106)、第六刚性印刷电路板部分(107)每一面板的四角处均制有定位孔(109)，且定位孔(109)与所述的定位螺钉(409)对应插配。
7.根据权利要求6所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的陀螺仪(701)为三个，分别安装于第二刚性印刷电路板部分(103)、第三刚性印刷电路板部分(104)、第五刚性印刷电路板部分(106)中间部位；所述的三轴磁传感器 (703)为一个，并安装于第四刚性印刷电路板部分(105)的中间部位；所述的三轴加速度计(702)为一个，并安装于第六刚性印刷电路板部分(107)的中间部位，使三轴加速度计 (702)的ζ向敏感轴与安装平面相互垂直。
8.根据权利要求7所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的三维空间集成基座(401)采用钛合金材料制成，或采用树脂材料制成，或采用铝合金材料制成；所述的三维空间集成基座(401)其六面分别为前平面(403)、后平面(405)、左平面 (402)、右平面(406)、上平面(407)和下平面(404)，并分别与多层刚柔结合板(101)的第一刚性印刷电路板部分(102)、第二刚性印刷电路板部分(103)、第三刚性印刷电路板部分 (104)、第四刚性印刷电路板部分(105)、第五刚性印刷电路板部分(106)、第六刚性印刷电路板部分(107) —一配对。
9.根据权利要求8所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的主器件槽(412)配制于左平面(402)上，左平面(402)的四角位置上均制有一条内凹的灌胶槽(411)；所述的前平面(403)、后平面(405)、右平面(406)、上平面(407)和下平面(404)中间位置均制有方形凸块体，方形凸块体的四周制有内凹的回字形辅器件安装槽(413)，配于多层刚柔结合板(101)上的被动元件(201)与对应的回字形辅器件安装槽 (413)嵌配。
10.根据权利要求9所述的一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，其特征是所述的前平面(403)、后平面(405)、右平面(406)、上平面(407)和下平面(404)上每一方形凸块体的中心处制有基座安装孔(410)，且每一基座安装孔(410)与多层刚柔结合板(101)上的电路板安装孔(110) —一对正。
全文摘要
本发明公开了一种基于三维立体封装技术的微型姿态航向参考系统，包括有位于内核的三维空间集成基座，且该三维空间集成基座为六面体；三维空间集成基座外表面紧覆有多层刚柔结合板；多层刚柔结合板一面内配有微处理器，另外五面分别配装有三个单轴陀螺仪、一个三轴加速度计和一个三轴磁传感器；三维空间集成基座一面制有主器件槽，且微处理器嵌入于该主器件槽内；三维空间集成基座每面四角处均插配有定位螺钉，且定位螺钉还与多层刚柔结合板对应处穿插紧配；一次成型的三维空间集成基座，传感器件的各轴分别平行且相互正交；采用多层印刷电路板安装各种传感器件，减少了整个基座的体积；引入了微处理器，达到独立的运算和数据处理功能。
文档编号G01C21/20GK102313548SQ20111029911
公开日2012年1月11日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者朱巍, 王皓冰, 雷家波 申请人:王皓冰