一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪制造技术

本发明专利技术公开了一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪，包括玻璃衬底、传递梁、杠杆传递部分、固定质量块驱动梳齿、陀螺质量块、第一石墨烯谐振梁、第二石墨烯谐振梁和边框。采用石墨烯谐振梁作为二次敏感结构，用于间接敏感作用在传递梁上轴向应力的变化。采用石墨烯谐振梁作为谐振敏感结构，处于轴对称位置的石墨烯谐振梁在感受轴向哥氏力变化的过程中，一个处于轴向拉伸状态，另一个处于轴向压缩状态(处于谐振频率范围内)，且两个石墨烯谐振梁对温度场等敏感能力相同。通过两个对称石墨烯谐振梁与硅微机械陀螺仪的紧密结合可以充分发挥出石墨烯谐振梁体积小、结构灵活、断裂强度大以及机械品质因数高的特点，实现了硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪的差动测量、高灵敏度及高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪
本专利技术属于微/纳机电系统的
，具体涉及一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪。
技术介绍
陀螺作为一种测量被测物角速度的传感器，可以用来辨别物体在单位时间内旋转的角度，在姿态控制和导航定位领域有着非常重要的作用。由于传统机械陀螺具有体积大、成本高、不适合批量生产等不良因素，使得硅微机械陀螺以其体积小、质量轻、成本低、功耗小、可靠性高和测量范围大等优点从众多陀螺制造中脱颖而出，在民用和军工领域得到了广泛的应用。1988年，美国Draper实验室设计并加工出了第一只硅微机械陀螺，该陀螺通过测量一对电容集板件的差分电容变化量来得到角速度，精度明显高于传统陀螺。该陀螺使用的电容检测方法具有温漂小、灵敏度高、可靠性好的特点。但随着硅微机械惯性器件结构尺寸的不断优化，步入微纳米级别领域，使得通过电容检测输出的信号信噪比非常低。因此，2002年加利福尼亚大学伯克利分校的Seshia等人提出了硅微机械谐振式陀螺的设想并制作出了原理样机。通过将输入角速度产生的哥氏力的变化转换成双端固支音叉(DEFT)谐振频率的变化，可以有效地避免在电容检测中产生的噪声干扰。其中采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪，包括玻璃衬底(1)、传递梁(2)、杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)、陀螺质量块(5)、第一石墨烯谐振梁(6)、第二石墨烯谐振梁(7)和边框(8)，其特征在于：杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)固定在玻璃衬底(1)上；陀螺质量块(5)的固定基座可以允许陀螺质量块(5)在法向方向上有位移；杠杆传递部分(3)与陀螺质量块(5)连接在一起，左右部分呈对称性结构；第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)放置在传递梁(2)上且位于杠杆传递部分(3)和边框(8)之间，行成双端固支谐振梁，且两个石墨烯谐振梁第一石墨烯谐振梁(6)和...

【技术特征摘要】
1.一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪，包括玻璃衬底(1)、传递梁(2)、杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)、陀螺质量块(5)、第一石墨烯谐振梁(6)、第二石墨烯谐振梁(7)和边框(8)，其特征在于：杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)固定在玻璃衬底(1)上；陀螺质量块(5)的固定基座可以允许陀螺质量块(5)在法向方向上有位移；杠杆传递部分(3)与陀螺质量块(5)连接在一起，左右部分呈对称性结构；第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)放置在传递梁(2)上且位于杠杆传递部分(3)和边框(8)之间，行成双端固支谐振梁，且两个石墨烯谐振梁第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)的几何尺寸一致，完全处于真空环境。2.如权利要求1所述的一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪，其特征在于：所述传递梁(2)、杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)材料相同且均固定在玻璃衬底(1)上面，第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)材料相同且均固定在传递梁(2)上且位于杠杆传递部分(3)和边框(8)之间，由此形成一个整体。3.如权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊尚春，卢阳，邢维巍，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11