[发明专利]镍电极内驱圆形梁谐振微陀螺有效
申请号: | 201810651366.3 | 申请日: | 2018-06-22 |
公开(公告)号: | CN108871304B | 公开(公告)日: | 2021-12-10 |
发明(设计)人: | 张卫平;谷留涛;刘朝阳;李敏阳;田梦雅;崔峰;张钰莹;成宇翔;赵万良;刘瑞鑫 | 申请(专利权)人: | 上海交通大学;上海航天控制技术研究所 |
主分类号: | G01C19/5656 | 分类号: | G01C19/5656 |
代理公司: | 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 | 代理人: | 庄文莉 |
地址: | 200240 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电极 圆形 谐振 陀螺 | ||
1.一种镍电极内驱圆形梁谐振微陀螺,其特征在于,包括基底(100)、谐振器(102)以及电极机构(104);
所述谐振器(102)设置在基底(100)上;
所述电极机构(104)沿周向均匀分布在基底(100)上;
所述电极机构(104)呈圆环分段形状;
所述电极机构(104)材料为镍;
所述基底(100)、谐振器(102)均为环形;
所述谐振器(102)包括梁机构;
所述梁机构沿周向均匀分布在基底(100)内;
所述梁机构包括固定梁(103)、环形梁(101);
所述环形梁(101)的一端与固定梁(103)相连接;
所述电极机构(104)的数量、固定梁(103)的数量均与环形梁(101)的数量相同;
所述固定梁(103)为S形;
所述固定梁的数量为多个;
多个所述固定梁之间呈中心对称;
所述环形梁(101)与电极机构(104)之间设置有第一环;
所述环形梁(101)的另一端与第一环相连接;
所述环形梁(101)与固定梁(103)之间设置有第二环;
所述第一环(105)和第二环(106)为同心环;
所述电极机构(104)包括驱动电极、检测电极;
所述驱动电极的数量与检测电极的数量相同;
所述驱动电极与检测电极均匀间隔排布在第一环(105)内;
相邻所述驱动电极之间位置间隔呈90°的预设角度;
相邻所述检测电极之间位置间隔呈90°的预设角度;
相邻所述驱动电极与检测电极之间位置间隔呈45°的预设角度;
所述镍电极内驱圆形梁谐振微陀螺的谐振器(102)为圆形梁,包含最外围一圈圆环,即外环(107)、多个圆形梁,即环形梁(101)和多个S形柔性固定梁,即固定梁(103),其中:最外围一圈圆环与基底(100)相连,多个S形柔性固定梁的两端均分别与最外围一圈圆环内侧和圆形梁外侧圆环相连;
8个分布在圆形梁谐振器,即谐振器(102)内侧边缘的电极机构(104),且每个电极机构(104)分别与基底(100)相连;
所述基底(100)的中央是镂空结构,镂空部分呈底面圆直径为20μm~2mm的圆柱体;最外围圆环部分的宽度值为10μm~100μm;8个中央离散的扇环镍电极部分的宽度值为10μm~50μm;
所述基底(100)上的凸出部分为凸出部(108),所述凸出部(108)为外围边缘的圆部分(110)和8个中央离散的扇环镍电极部分,即电极机构(104),所述凸出部(108)的高度值为1μm~100μm;
所述圆形梁谐振器,即谐振器(102)的中央是镂空结构,镂空部分呈底面直径的值为20μm~2mm的圆柱体;8个S形柔性固定梁均呈中心对称,且每个S形柔性固定梁均由两个类似于月牙形状的结构构成,每个月牙结构均由两个圆弧构成,且这两个圆弧的连接点构成拐点,当这两个圆弧为半圆弧时,这两个半圆弧形成正弦波形状,圆弧的直径的值均为10μm~100μm,两个圆弧之间相距的最大距离均为5μm~50μm;
分布在圆形梁谐振器内侧边缘的8个所述电极机构(104)沿周向方向的宽度值均为10μm~50μm,每个电极机构(104)与同心圆环中最小圆环之间的间隙距离值均为5μm~50μm,每个电极机构(104)与第一环之间具有间隙,所述间隙D的宽度为5μm~50μm;
所述基底(100)上凸出的外围边缘的圆部分(110)和8个中央离散的扇环镍电极部分的高度相同;
所述圆形梁谐振器的中央是圆柱体结构镂空结构,外围是8个双梁孤立圆环和8个S形柔性固定梁以及最外围一圈圆环,其中每个月牙中半圆弧的直径相同,两个半圆弧之间相距的最大距离相同;每个双梁孤立圆环均呈中心对称,且均由两个柔性固定梁和一个圆环构成,两个柔性固定梁的尺寸相同,长度的值均为10μm~100μm、宽度的值均为5μm~50μm,圆环的外圆,即外环(107)直径的值均为10μm~100μm、内圆直径的值均为10μm~100μm;
8个所述电极机构(104)沿所述圆形梁谐振器内侧边缘均匀分布,且每个电极机构(104)的中心轴均与所述圆形梁谐振器的中心轴平行,每个电极机构(104)的沿周向的宽度均相同,每个电极机构(104)与圆形梁谐振器内侧边缘圆环之间的间隙距离也相同;
所述圆形梁谐振器内侧边缘的电极机构(104)为八个扇环镍电极,分别为4个驱动电极和4个检测电极,其中:4个驱动电极和4个检测电极均匀间隔排布,相邻驱动电极之间的位置间隔90°,相邻检测电极之间的位置间隔90°,相邻驱动电极与检测电极的之间位置间隔45°。
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