The invention belongs to the field of inertial measurement technology, and specifically relates to a ring micro-electromechanical gyroscope sensitive structure, which includes outer ring, anchor joint, composite beam, driving electrode group, detection electrode group and tuning electrode group; anchor joint is located in the center, outer ring is connected with anchor joint through multiple composite beams, outer ring is concentric with anchor joint, upper and lower surfaces of outer ring are suspended, and driving electrode group is arranged. The group and the detection electrode group are alternately distributed on the outside of the outer ring, and the tuning electrode group is located on the inside of the outer ring. At work, the outer ring keeps the driving mode mode mode mode under the electrostatic force of the driving electrode group. When the external angular rate is acting, the mode mode is excited by the Gothic force coupling, and the detection electrode group realizes the sensing of the external input by detecting the change of the capacitance gap. Harmonic electrodes are used to match the frequency of driving and detecting modes. The invention adopts a symmetrical structure with a central single point support. The anchor point is located at the vibration node of driving and detecting modes, which greatly reduces the support loss and obtains a high Q value.
【技术实现步骤摘要】
一种环形微机电陀螺敏感结构
本专利技术属于惯性测量
,具体涉及一种环形微机电陀螺敏感结构。
技术介绍
陀螺是一种用于敏感载体相对于惯性空间角运动的仪表,是惯性导航和制导系统的核心器件。环形微机电陀螺是一种融合传统机电陀螺工作原理和现代MEMS制造工艺的新型微机电陀螺,相比音叉型、蝶翼型微机电陀螺,环形微机电陀螺在结构上具有对称性优势,可最大限度的抑制干扰、提高鲁棒性。现有技术一种环形微机电陀螺敏感结构如图1所示,中心为一圆环11,通过沿圆周分布的若干折叠梁12与外部结构13相连,圆环11和折叠梁12可通过MEMS工艺制作。圆环11内部为一圆柱形永磁体14,并通过软磁组件15在圆环11上下表面形成磁场回路,采用电磁方式进行驱动和检测。上述该结构主要存在以下问题:(1)采用外侧多点支撑,支撑梁为中心对称,非轴对称,损耗偏大,不利于获取高Q值、高灵敏度;(2)涉及到敏感结构(特征尺寸在微米量级)、永磁体和软磁组件等的精密微组装,组件间隙、磁场气隙等要求严格,实现难度较大;(3)磁组件参数易受外界磁场干扰、机械冲击、温度等因素影响,从而制约陀螺精度的提升;(4)针对结构制造缺陷等引起的频率失配等,需要采用较昂贵的修调设备进行机械修调,成本较高,且一旦封装完成无法再次修改。
技术实现思路
针对上述现有技术,本专利技术的目的在于提供一种环形微机电陀螺敏感结构,在获取高Q值、高抗干扰、强鲁棒性等优势的同时降低了表头组件的工艺实现难度。为了达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案。本专利技术一种环形微机电陀螺敏感结构该结构包括外环、锚接点、组合梁、驱动电极组、检测电极组 ...
【技术保护点】
1.一种环形微机电陀螺敏感结构,其特征在于:该结构包括外环、锚接点、组合梁、驱动电极组、检测电极组和调谐电极组;锚接点位于中心,外环通过多个组合梁与锚接点连接,外环与锚接点同心,外环的上、下底面悬空设置,驱动电极组和检测电极组交替均布设置在外环外侧,调谐电极组均布设置在外环内侧;工作时,外环在驱动电极组静电力作用下保持驱动模态振型,当外界有角速率作用时,通过哥式力耦合,激发检测模态振型,检测电极组通过检测电容间隙的变化实现外界输入的感测,调谐电极组实现驱动和检测模态的频率匹配。
【技术特征摘要】
1.一种环形微机电陀螺敏感结构,其特征在于:该结构包括外环、锚接点、组合梁、驱动电极组、检测电极组和调谐电极组;锚接点位于中心,外环通过多个组合梁与锚接点连接,外环与锚接点同心,外环的上、下底面悬空设置,驱动电极组和检测电极组交替均布设置在外环外侧,调谐电极组均布设置在外环内侧;工作时,外环在驱动电极组静电力作用下保持驱动模态振型,当外界有角速率作用时,通过哥式力耦合,激发检测模态振型,检测电极组通过检测电容间隙的变化实现外界输入的感测,调谐电极组实现驱动和检测模态的频率匹配。2.根据权利要求1所述的一种环形微机电陀螺敏感结构,其特征在于:所述锚接点实心圆柱结构,锚接点下底面设置在外部结构上,锚接点的外径小于外环内径的二分之一。3.根据权利要求1所述的一种环形微机电陀螺敏感结构,其特征在于:所述组合梁一端端部与锚接点外壁连接,另一端端部与外环内壁连接,组合梁中间梁段结构为非直线梁结构,组合梁中间梁段的周长大于锚接点与外的间距,组合梁以其两端端部连线为对称线呈对称结构,多个组合梁以锚接点圆心为对称中心对称。4.根据权利要求3所述的一种环形微机电陀螺敏感结构,其特征在于:所述组合梁包括两个单梁,两个单梁左右对称,两个单梁端部分别与锚接点外壁和外环内壁连接,每个单梁中间梁段呈“U型”绕行结构,两个单梁中间梁的“U型”口相对设置;组合梁的数量为8个。5.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭中洋,刘飞,盛洁,苏翼,夏春晓,王登顺,窦茂莲,刘凯,
申请(专利权)人:北京自动化控制设备研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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