本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航模組，尤其涉及一種低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組，屬于慣性導(dǎo)航領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在慣性導(dǎo)航領(lǐng)域中，需要將各種慣性傳感器貼裝到印刷電路板上，再將此印刷電路板安裝到與之配合的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般通過(guò)可拆卸連接方式，將慣性傳感器所在的印刷電路板固定在安裝載體上。但這種結(jié)構(gòu)由如下缺點(diǎn)：

(1)對(duì)于一些較為靈敏的慣性傳感器，由于慣性傳感器貼裝到印刷電路板上，一方面，印刷電路板和傳感器之間會(huì)存在相互作用的應(yīng)力，另一方面，印刷電路板安裝到結(jié)構(gòu)體上，結(jié)構(gòu)體也會(huì)對(duì)印刷電路板產(chǎn)生應(yīng)力，都會(huì)將應(yīng)力傳導(dǎo)到慣性傳感器上，這會(huì)對(duì)慣性傳感器帶來(lái)很大的影響，使慣性傳感器性能惡化，尤其對(duì)于廣泛應(yīng)用的MEMS傳感器，其受應(yīng)力的影響較大，即使有微小的應(yīng)力變化，MEMS傳感器的讀數(shù)也會(huì)不停跳動(dòng)，嚴(yán)重影響測(cè)量精度；

(2)在一些特定領(lǐng)域中，對(duì)于應(yīng)用于便攜式設(shè)備的慣性導(dǎo)航裝置，對(duì)電路體積要求較高，因此電路部分的布置需進(jìn)行精心設(shè)計(jì)，需要把慣性導(dǎo)航測(cè)量單元中的陀螺儀、加速度計(jì)等芯片布置于其中，由于慣性導(dǎo)航結(jié)構(gòu)中，需布置電子器件較多，使得體積過(guò)大的電路板無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需求；

(3)由于未對(duì)慣性傳感器所在電路板安裝保護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)受到外力或振動(dòng)等情況時(shí)，會(huì)造成慣性傳感器的損壞。

針對(duì)這種情況，可以從慣性傳感器的形態(tài)及與結(jié)構(gòu)體的配合上考慮減小應(yīng)力。柔性電路結(jié)構(gòu)是一種可撓性電路結(jié)構(gòu)，具有高可靠性、重量輕、厚度薄、彎折性好等特點(diǎn)。柔性電路結(jié)構(gòu)能滿(mǎn)足更小型和更高密度安裝的設(shè)計(jì)需要，也有助于減少組裝工序和增強(qiáng)可靠性。柔性電路結(jié)構(gòu)可大大縮小電子產(chǎn)品的體積和重量，適用電子產(chǎn)品向高密度、小型化、高可靠方向發(fā)展的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組，解決現(xiàn)有技術(shù)中慣性傳感器受應(yīng)力影響較大而影響慣性傳感器的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組， 包括下部電路結(jié)構(gòu)和用于布置慣性傳感器的上部電路結(jié)構(gòu)，還包括容納所述上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)的保護(hù)結(jié)構(gòu)，保護(hù)結(jié)構(gòu)為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)之間通過(guò)柔性電連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行電連接，下部電路結(jié)構(gòu)和上部電路結(jié)構(gòu)均包括至少一塊電路板。

對(duì)于便攜式設(shè)備的慣性導(dǎo)航裝置，對(duì)導(dǎo)航模組的體積要求較高，因此將整體裝置分為上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)可以大大減小體積。由于慣性傳感器對(duì)應(yīng)力較為敏感，因此將其布置于上部電路結(jié)構(gòu)。下部電路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力變化不敏感，因此對(duì)固定方式無(wú)特殊要求。通過(guò)上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)之間的柔性連接，以柔性連接替代剛性連接，可大大減少應(yīng)力對(duì)上部電路結(jié)構(gòu)中的慣性傳感器的影響。設(shè)置具有硬質(zhì)結(jié)構(gòu)的保護(hù)結(jié)構(gòu)可以很好的保護(hù)慣性傳感器不受外界環(huán)境的影響。即使印刷電路板和傳感器之間或印刷電路板和所安裝的結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生相互作用的應(yīng)力，由于采用柔性電連接結(jié)構(gòu)，也不會(huì)將應(yīng)力傳遞到慣性傳感器，不會(huì)影響慣性傳感器的性能。同時(shí)，由于保護(hù)結(jié)構(gòu)為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，其剛性較強(qiáng)，也可以對(duì)整個(gè)電路結(jié)構(gòu)起到保護(hù)作用，避免應(yīng)力或沖擊的影響。本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)采用疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以減少印刷電路板由于形變、外部接觸以及壓力使得慣性傳感器的性能受應(yīng)力影響。

進(jìn)一步地，所述柔性電連接結(jié)構(gòu)為柔性PCB板，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)和上部電路結(jié)構(gòu)之間為單點(diǎn)連接。由于柔性PCB板是可撓性印刷電路板，其重量輕、厚度薄、彎折性好，因此，在上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)之間設(shè)置柔性PCB板，可以避免將下部電路結(jié)構(gòu)的應(yīng)力傳遞到上部電路結(jié)構(gòu)，也減少了上部電路結(jié)構(gòu)受應(yīng)力的影響。若僅采用由于柔性PCB板將上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，無(wú)法保證在應(yīng)力影響下，上部電路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，因此，上部電路結(jié)構(gòu)通過(guò)與保護(hù)結(jié)構(gòu)單點(diǎn)連接，可以保證上部電路結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且單點(diǎn)連接為應(yīng)力最小的方式，因此保護(hù)結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)上層電路中的慣性傳感器產(chǎn)生影響。

進(jìn)一步地，所述上部電路結(jié)構(gòu)、柔性電連接結(jié)構(gòu)、下部電路結(jié)構(gòu)為一體結(jié)構(gòu)。可通過(guò)整體設(shè)計(jì)和加工，將上部電路結(jié)構(gòu)、柔性電連接結(jié)構(gòu)、下部電路結(jié)構(gòu)加工為一體結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)，先固定下部電路結(jié)構(gòu)，彎折上部電路結(jié)構(gòu)、柔性電連接結(jié)構(gòu)、下部電路結(jié)構(gòu)形成的一體結(jié)構(gòu)，再將上部電路結(jié)構(gòu)和保護(hù)結(jié)構(gòu)單點(diǎn)連接，安裝方式簡(jiǎn)單，便于操作。

進(jìn)一步地，柔性電連接結(jié)構(gòu)為柔性線(xiàn)纜，上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)之間還設(shè)置有柔性間隔結(jié)構(gòu)。如果上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)之間通過(guò)柔性線(xiàn)纜進(jìn)行連接，則需在上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)之間設(shè)置柔性間隔結(jié)構(gòu)，以保證上部電路結(jié)構(gòu)可以很好地固定，并且上部電路結(jié)構(gòu)和下部電路結(jié)構(gòu)為柔性連接，而且柔性間隔結(jié)構(gòu)也減小了上部電路結(jié)構(gòu)中的慣性傳感器受應(yīng)力的影響。

進(jìn)一步地，所述柔性線(xiàn)纜為邦定線(xiàn)。

進(jìn)一步地，所述柔性間隔結(jié)構(gòu)為柔性墊或柔性圈。

進(jìn)一步地，所述柔性間隔結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為泡棉或硅膠。

進(jìn)一步地，所述上部電路結(jié)構(gòu)為柔性電路結(jié)構(gòu)。上部電路結(jié)構(gòu)采用柔性電路結(jié)構(gòu)，即將慣性傳感器布置在柔性電路結(jié)構(gòu)中，可以更進(jìn)一步避免將產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞到慣性傳感器，而影響其性能。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)和上部電路結(jié)構(gòu)之間通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)進(jìn)行單點(diǎn)連接。利用螺紋連接等可拆卸連接方式即可將保護(hù)結(jié)構(gòu)和上部電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接。

進(jìn)一步地，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)為鋁合金結(jié)構(gòu)。鋁合金材料為硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以對(duì)慣性傳感器進(jìn)行保護(hù)，而且鋁合金的重量較輕，不會(huì)使得導(dǎo)航模組的重量過(guò)大。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下：

(1)以柔性連接替代剛性連接，不會(huì)將應(yīng)力傳遞到布置慣性傳感器的電路結(jié)構(gòu)；

(2)采用多層結(jié)構(gòu)占用體積較小，適用于便攜式設(shè)備；

(3)保護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)電路板進(jìn)行保護(hù)，可以防止外界干擾。

(4)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的剖視圖；

圖2是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例和第四實(shí)施例的剖視圖；

圖3是本實(shí)用新型的第三實(shí)施例和第四實(shí)施例的B-B剖視圖。

圖中，1、上部電路結(jié)構(gòu)，2、下部電路結(jié)構(gòu),3、保護(hù)結(jié)構(gòu)，4、柔性間隔結(jié)構(gòu)，5、柔性PCB板，6、柔性線(xiàn)纜，7、安裝載體，8、第一螺紋連接結(jié)構(gòu)，9、第二螺紋連接結(jié)構(gòu)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

一般情況下，本實(shí)用新型的低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組僅需兩塊電路板，即采用分別位于上部和下部的兩塊印制電路板形成疊層結(jié)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)。若實(shí)際情況中有設(shè)置多于2塊電路板的需求，例如需布置的元器件較多，那么也可采用更多塊電路板實(shí)現(xiàn)。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例1是利用柔性PCB板進(jìn)行連接的低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組。

如圖1所示，一種低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組，包括上部電路結(jié)構(gòu)1、下部電路結(jié)構(gòu)2、保護(hù)結(jié)構(gòu)3。下部電路結(jié)構(gòu)2和上部電路結(jié)構(gòu)1均為單塊硬質(zhì)電路板。下部電路結(jié)構(gòu)2安裝在所需安裝的安裝載體7上，可利用可拆卸結(jié)構(gòu)安裝。保護(hù)結(jié)構(gòu)3和上部電路結(jié)構(gòu)1之間為 單點(diǎn)連接。

上部電路結(jié)構(gòu)1、下部電路結(jié)構(gòu)2、柔性電連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成軟硬PCB板。上部電路結(jié)構(gòu)1、柔性電連接結(jié)構(gòu)、下部電路結(jié)構(gòu)2可單獨(dú)成型，也可加工為一體結(jié)構(gòu)。可通過(guò)整體設(shè)計(jì)和加工，將上部電路結(jié)構(gòu)1、柔性電連接結(jié)構(gòu)、下部電路結(jié)構(gòu)2加工為一體結(jié)構(gòu)，在安裝時(shí)，先固定下部電路結(jié)構(gòu)2，彎折上部電路結(jié)構(gòu)1、柔性電連接結(jié)構(gòu)、下部電路結(jié)構(gòu)2形成的一體結(jié)構(gòu)之后，再將上部電路結(jié)構(gòu)1和保護(hù)結(jié)構(gòu)3單點(diǎn)連接，安裝方式簡(jiǎn)單，便于操作。

上部電路結(jié)構(gòu)1為慣性傳感器貼裝的印刷電路板，用于數(shù)據(jù)采集和處理。慣性傳感器包括陀螺儀、加速度計(jì)，本實(shí)施例中采用MEMS傳感器，如MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀。下部電路結(jié)構(gòu)2中布置電源模塊、通信模塊等，用于數(shù)據(jù)傳輸、供電等功能。由于上部電路結(jié)構(gòu)1對(duì)應(yīng)力變化較為敏感，而下部電路結(jié)構(gòu)2對(duì)應(yīng)力變化不敏感，因此對(duì)下部電路結(jié)構(gòu)2的固定方式無(wú)特殊要求，可將下部電路結(jié)構(gòu)2可固定在安裝載體7上。

上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2之間通過(guò)柔性電連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行電連接，柔性電連接結(jié)構(gòu)為柔性PCB板5。根據(jù)實(shí)際工程需要，柔性PCB板5可將上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2的側(cè)部、中部或其他位置連接，柔性PCB板5可連接上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2的一側(cè)，也可將上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2的均進(jìn)行連接。

保護(hù)結(jié)構(gòu)3用于容納所述上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2的，保護(hù)結(jié)構(gòu)3采用剛性較強(qiáng)的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，可采用鋁合金結(jié)構(gòu)或硬質(zhì)塑料結(jié)構(gòu)。保護(hù)結(jié)構(gòu)3與安裝載體7可采用可拆卸連接方式，利用第二螺紋連接結(jié)構(gòu)9進(jìn)行連接。

保護(hù)結(jié)構(gòu)3的作用是：(1)用于固定上部電路結(jié)構(gòu)1，上部電路結(jié)構(gòu)1與保護(hù)結(jié)構(gòu)3之間可采用應(yīng)力最小的單點(diǎn)連接，保護(hù)結(jié)構(gòu)3和上部電路結(jié)構(gòu)1之間通過(guò)可拆卸結(jié)構(gòu)進(jìn)行單點(diǎn)連接，如利用第一螺紋連接結(jié)構(gòu)8進(jìn)行單點(diǎn)連接；(2)用于保護(hù)免受任何外部作用力對(duì)慣性傳感器及整個(gè)導(dǎo)航模組的影響。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例2是利用柔性PCB板進(jìn)行連接的低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組。

本實(shí)施例2與實(shí)施例1相似，區(qū)別在于：本實(shí)施例中，上部電路結(jié)構(gòu)1為柔性電路結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2之間的連接也是柔性連接，即通過(guò)柔性電連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行電連接，上部電路結(jié)構(gòu)1、下部電路結(jié)構(gòu)2以及柔性電連接結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體并構(gòu)成軟硬PCB板。將上部電路結(jié)構(gòu)1設(shè)置為柔性電路結(jié)構(gòu)，并將慣性傳感器布置于上部電路結(jié)構(gòu)1，并結(jié)合柔性電連接結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步降低應(yīng)力對(duì)慣性傳感器的影響。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例3是利用柔性線(xiàn)纜和柔性間隔結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接的低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組。

如圖2-3所示，一種低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組，包括上部電路結(jié)構(gòu)1、下部電路結(jié)構(gòu)2、保護(hù)結(jié)構(gòu)3。下部電路結(jié)構(gòu)2和上部電路結(jié)構(gòu)1均為單塊硬質(zhì)電路板。下部電路結(jié)構(gòu)2安裝在所需安裝的安裝載體7上，可利用可拆卸結(jié)構(gòu)安裝。

上部電路結(jié)構(gòu)1為慣性傳感器貼裝的印刷電路板，用于數(shù)據(jù)采集和處理。慣性傳感器包括陀螺儀、加速度計(jì)，本實(shí)施例中采用MEMS傳感器，如MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀。下部電路結(jié)構(gòu)2上面布置電源模塊、通信模塊等，用于數(shù)據(jù)傳輸、供電等功能。由于上部電路結(jié)構(gòu)1對(duì)應(yīng)力變化較為敏感，而下部電路結(jié)構(gòu)2對(duì)應(yīng)力變化不敏感，因此對(duì)下部電路結(jié)構(gòu)2的固定方式無(wú)特殊要求，下層安裝結(jié)構(gòu)可固定在安裝載體7上。

上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2之間通過(guò)柔性電連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行電連接，柔性電連接結(jié)構(gòu)為柔性線(xiàn)纜6，柔性線(xiàn)纜6可采用邦定線(xiàn)。根據(jù)電路連接需要，可設(shè)置多根柔性線(xiàn)纜6，實(shí)現(xiàn)上部電路結(jié)構(gòu)1與下部電路結(jié)構(gòu)2的電連接。上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2之間還設(shè)置有柔性間隔結(jié)構(gòu)4。柔性間隔結(jié)構(gòu)可采用粘貼的形式與位于其上面的上部電路結(jié)構(gòu)1以及位于其下面的下部電路結(jié)構(gòu)2進(jìn)行固定。柔性間隔結(jié)構(gòu)4采用柔性墊或柔性圈，柔性墊為回字型，將上部電路結(jié)構(gòu)1固定在此柔性墊上。柔性間隔結(jié)構(gòu)4的材質(zhì)為泡棉或硅膠。上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2為柔性連接，而且柔性間隔結(jié)構(gòu)4也減小了上部電路結(jié)構(gòu)1中慣性傳感器受應(yīng)力的影響。

由于下部電路結(jié)構(gòu)2上面設(shè)置柔性間隔結(jié)構(gòu)4，而柔性間隔結(jié)構(gòu)4的上面為上層電路結(jié)構(gòu)1，因此無(wú)需將上部電路結(jié)構(gòu)與保護(hù)結(jié)構(gòu)3相連接，上層電路結(jié)構(gòu)1即可具備良好的穩(wěn)定性。

保護(hù)結(jié)構(gòu)3用于容納所述上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2，保護(hù)結(jié)構(gòu)3采用剛性較強(qiáng)的硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，可采用鋁合金結(jié)構(gòu)或硬質(zhì)塑料結(jié)構(gòu)。保護(hù)結(jié)構(gòu)3與安裝載體7可采用可拆卸連接方式，利用第二螺紋連接結(jié)構(gòu)9進(jìn)行連接。保護(hù)結(jié)構(gòu)3用于保護(hù)免受任何外部作用力對(duì)慣性傳感器及整個(gè)導(dǎo)航模組的影響。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例4是利用柔性線(xiàn)纜和柔性間隔結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接的低應(yīng)力慣性傳感器導(dǎo)航模組。

本實(shí)施例4與實(shí)施例3相似，區(qū)別在于：本實(shí)施例中，上部電路結(jié)構(gòu)1為柔性電路結(jié)構(gòu)。

如圖2-3所示，上部電路結(jié)構(gòu)1和下部電路結(jié)構(gòu)2之間設(shè)置柔性間隔結(jié)構(gòu)4，且上部電路結(jié)構(gòu)1為柔性電路結(jié)構(gòu)。具有柔性電路結(jié)構(gòu)的上部電路結(jié)構(gòu)1和柔性間隔結(jié)構(gòu)4均可減少 應(yīng)力的影響，避免慣性傳感器的性能受到影響。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。