[发明专利]一种圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺及其制备方法

权利要求书

1.一种圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺，包括：一个基底；其特征在于，还包括：

一个圆盘多环内S形柔性梁谐振器，包含中央圆柱、多个S形柔性梁、多个同心圆环和多组辐条，其中：中央圆柱与所述基底相连，同心圆环之间均通过多个辐条相连，多个S形柔性梁的两端均分别与中央圆柱和多个同心圆环中最小圆环内侧相连；

一组分布在所述圆盘多环内S形柔性梁谐振器外围边缘的电极，且每个电极分别与所述基底相连。

2.根据权利要求1所述的一种圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺，其特征在于：所述基底上设有凸出的部分，所述凸出的部分包括中央圆柱和n个外围边缘离散的扇环部分，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度相等；中央圆柱与n个外围边缘离散的扇环部分的高度相等；

基底上最外围边缘为n个等间距分布的电极片，其中：n个电极片与n个外围边缘离散的扇环部分的位置一一对应，n个电极片分别与n个外围边缘离散的扇环部分用导线相连且两者之间的距离均相等；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内S形柔性梁谐振陀螺，其特征在于：在所述中央圆柱和n个外围边缘离散的扇环部分上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内S形柔性梁谐振陀螺，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内S形柔性梁谐振陀螺，其特征在于，所述圆盘多环内S形柔性梁谐振器中：中央圆柱位于圆盘多环内S形柔性梁谐振器的中心位置；

多个同心圆环的中心轴均与中央圆柱的中心轴重合；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；

所述S形柔性梁的个数为n个，n≥8且n为偶数；n个S形柔性梁等间距分布，且n个S形柔性梁的中心位于同一圆周上，n个S形柔性梁与中央圆柱位于同一水平面。

6.根据权利要求5所述的一种圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺，其特征在于，每个所述S形柔性梁均呈中心对称，且均由两个“月牙”形状的结构构成，其中：每个“月牙”结构均由两个直径相等的半圆弧构成，且半圆弧的圆心与S形柔性梁的中心共线。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺，其特征在于，所述圆盘多环内S形柔性梁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内S形柔性梁谐振陀螺，其特征在于，所述电极为n个扇环形状的电极，n≥8且为偶数，n个电极与n个S形柔性梁的位置一一对应，且每个电极的中心轴均与圆盘多环内S形柔性梁谐振器的中心轴重合；n个电极与同心圆环中最大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内S形柔性梁谐振器外围边缘均匀间隔排布。

9.根据权利要求8所述的一种圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺，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内S形柔性梁谐振陀螺的制备方法，该方法包括如下步骤：

(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)得到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，得到圆盘多环内S形柔性梁谐振器及其外围边缘的电极，最终得到圆盘多环内S形柔性梁谐振陀螺。