[发明专利]一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构

说明书

本发明具体是一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构。解决了现有微机械振动陀螺抗冲击性能差以及输出信号受冲击影响大的问题。一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构，包括玻璃基底、谐振子部分、电极部分；所述谐振子部分包括圆环状内层谐振质量、圆环状外层谐振质量、八个块状锚点、八根轮辐状内侧弹性支撑悬梁、八根轮辐状外侧弹性支撑悬梁；所述电极部分包括四个弧形内层驱动模态位移测量电极、四个弧形外层驱动模态位移测量电极、四个弧形内层检测模态位移测量电极、四个弧形外层检测模态位移测量电极、八对弧形内层控制电极、八对弧形外层控制电极。本发明适用于武器制导、航空航天、生物医学、消费品电子等领域。

技术领域

本发明涉及微机械振动陀螺，具体是一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构。

背景技术

微机械振动陀螺是基于科里奥利效应的一种角速度敏感装置，具有体积小、质量轻、功耗低、寿命长、可批量生产、价格便宜等优点，广泛应用于武器制导、航空航天、生物医学、消费品电子等领域，具有极其广泛的应用前景。微机械振动陀螺的具体工作原理如下：当没有角速度输入时，微机械振动陀螺的谐振子在驱动模态下工作，微机械振动陀螺的输岀为零。当有角速度输入时，微机械振动陀螺的谐振子在检测模态下工作，微机械振动陀螺实时测岀输入角速度。然而实践表明，现有微机械振动陀螺由于其谐振子的几何结构和电极的结构所限，普遍存在抗冲击性能差以及输出信号受冲击影响大的问题。为此有必要发明一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构，以解决现有微机械振动陀螺抗冲击性能差以及输出信号受冲击影响大的问题。

发明内容

本发明为了解决现有微机械振动陀螺抗冲击性能差以及输出信号受冲击影响大的问题，提供了一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种具有良好抗冲击性能的冗余双环式微机械陀螺结构，包括玻璃基底、谐振子部分、电极部分；

所述谐振子部分包括圆环状内层谐振质量、圆环状外层谐振质量、八个块状锚点、八根轮辐状内侧弹性支撑悬梁、八根轮辐状外侧弹性支撑悬梁；

所述电极部分包括四个弧形内层驱动模态位移测量电极、四个弧形外层驱动模态位移测量电极、四个弧形内层检测模态位移测量电极、四个弧形外层检测模态位移测量电极、八对弧形内层控制电极、八对弧形外层控制电极；

其中，圆环状内层谐振质量和圆环状外层谐振质量均置放于玻璃基底的上表面，且圆环状内层谐振质量的中心线和圆环状外层谐振质量的中心线相互重合；

八个块状锚点均键合于玻璃基底的上表面，且八个块状锚点均位于圆环状内层谐振质量和圆环状外层谐振质量之间；八个块状锚点围绕圆环状内层谐振质量的中心线对称分布；

八根轮辐状内侧弹性支撑悬梁一一对应地位于圆环状内层谐振质量和八个块状锚点之间，且八根轮辐状内侧弹性支撑悬梁围绕圆环状内层谐振质量的中心线对称分布；

每根轮辐状内侧弹性支撑悬梁均由第一直形梁段、第一U形梁段、第二U形梁段、第二直形梁段构成；第一直形梁段的尾端与圆环状内层谐振质量的外侧面固定；第一U形梁段的尾端、第二U形梁段的尾端均与第一直形梁段的首端固定；第二直形梁段的尾端分别与第一U形梁段的首端、第二U形梁段的首端固定；第一U形梁段和第二U形梁段共同围合形成封闭的圆角矩形；第二直形梁段的首端与对应的块状锚点的内侧面固定；

八根轮辐状外侧弹性支撑悬梁一一对应地位于八个块状锚点和圆环状外层谐振质量之间，且八根轮辐状外侧弹性支撑悬梁围绕圆环状内层谐振质量的中心线对称分布；