[发明专利]一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺及其制备方法

权利要求书

1.一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，包括：一个基底；其特征在于，还包括：

一个圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器，包含最外一圈圆环、多个双梁孤立圆环、多个同心圆环和多个辐条，其中：最外一圈圆环与基底相连，多个同心圆环之间均通过多个辐条相连，多个双梁孤立圆环的两端均分别与最外一圈圆环内侧和多个同心圆环中的最大圆环外侧相连；

一组分布在圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器内侧边缘的电极，且每个电极分别与基底相连。

2.根据权利要求1所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，所述基底的中央为圆柱体镂空结构；

所述基底上设有凸出的部分，所述凸出的部分包括n个外围边缘离散的扇环部分和n个中央离散的扇环部分，n≥8且n为偶数，其中：n个外围边缘离散的扇环部分等间距分布且每个扇环部分的宽均相等；n个中央离散的扇环部分等间距分布且每个扇环部分的宽均相等；n个外围边缘离散的扇环部分的中心轴与n个中央离散的扇环部分的中心轴重合；n个外围边缘离散的扇环部分与n个中央离散的扇环部分高均相等；

基底上最外侧边缘是n个等间距分布的电极片，其中：n个电极片分别与n个中央离散的扇环部分的位置一一对应，n个电极片分别与n个中央离散的扇环部分用导线相连，且导线分别从n个外围边缘离散的扇环部分的间隙中穿过；n个电极片的宽度、厚度均相等；

基底上的中央圆柱上将引出一条引线，用于接地或接零电势。

3.根据权利要求2所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，在n个所述外围边缘离散的扇环部分与n个中央离散的扇环部分上面分别设有一层导电薄膜，然后将所述基底与单晶硅片键合。

4.根据权利要求1所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，所述基底的材料为熔融石英或耐热玻璃或单晶硅。

5.根据权利要求1所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，所述圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器的中心是圆柱体镂空结构；

多个同心圆环的中心轴与最外一圈圆环的中心轴重合；多个同心圆环的宽度均相等，同心圆环之间的间隙宽度均相等；

分布于同心圆环间的每组辐条均匀间隔排列；每组辐条的个数为m个，m≥8且m为偶数，每组辐条的间隔角度为360°/m；每个辐条的宽度均相等；

双梁孤立圆环的个数为n个，n≥8且n为偶数，n个双梁孤立圆环等间距分布，且n个双梁孤立圆环的中心位于同一圆周上；n个双梁孤立圆环与最外一圈圆环位于同一水平面。

6.根据权利要求5所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，每个所述双梁孤立圆环均呈中心对称，且均由两个柔性梁和一个圆环构成，其中：

两个柔性梁的尺寸相同，长度、宽度均相等；

圆环的外圆直径均相等，圆环的内圆直径均相等。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，所述圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器的材料为单晶硅。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，所述电极为n个扇环形状的电极，n≥8且n为偶数；n个电极的位置与n个双梁孤立圆环的位置一一对应，且每个电极的中心轴均与圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器的中心轴重合；n个电极与同心圆环中最小圆环之间的间隙距离均相等；

n个电极包含n/2个驱动电极和n/2个检测电极，n/2个驱动电极和n/2个检测电极沿圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器内侧边缘均匀间隔排布。

9.根据权利要求8所述的一种圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺，其特征在于，所述电极的材料为单晶硅。

10.一种权利要求1-9任一项所述的圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)采用MEMS微细加工工艺，对基底进行刻蚀，形成凹槽和凸出部分，在凸出部分上镀一层导电薄膜；

(2)采用键合技术，将步骤(1)所得的基底与单晶硅片键合；

(3)采用深反应离子刻蚀法，对单晶硅片进行刻蚀，得到圆盘多环外双梁孤立圆环谐振器及其内侧边缘的电极，最终得到圆盘多环外双梁孤立圆环谐振陀螺。