振动式环形陀螺仪的环体及支承结构制造技术

一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，其陀螺仪主要包括：　　　　一基座；　　　　一设置于前述基座中，且具有一轴向高度的薄片环体；　　　　一设置于前述基座与环体间，以供支撑环体用的支撑结构；以及　　　　复数个设置于前述环体的内侧和／或外侧，以供感测环体变形与驱动环体所用的电极；　　　　其特征在于：　　　　该支撑结构是设置于该环体的轴向侧，由该支撑结构而可提供环体与基座连结，使具有轴向与径向支撑力。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，尤其涉及一种在环体的轴向侧设置支撑结构的振动式环形陀螺仪。
技术介绍
陀螺仪是一利用惯性原理量测转角或角速度的装置，振动式陀螺仪的构造虽简单但性能佳，且因其无轴承等转动件，所以极适合以微加工技术制作，目前已有多种型式的微型陀螺仪问市，微型陀螺仪以低成本且具有中高级性能特性的优势，加上体积微小，使其具有极广大的应用领域，如卫星导航与定位系统，是一极具发展与商品化潜力的感测组件。除了讯号检出线路方面的讯噪比限制外，另一影响振动式微陀螺仪性能(灵敏度)的主要因素即为其构型设计的良窳。于各种构型的振动式微陀螺仪中，环状振动式微陀螺仪由于是循环式轴对称构造，相对而言具有较高的感测灵敏度与降低因环境振动干扰、温度变化影响等优点，然而在环状(循环式)轴对称构型的前提下，环状振动式微陀螺仪的性能仍会因局部结构设计的不同而有所差异。首先，请参阅图1，其所示的是已知的一种环状振动式微陀螺仪结构(美国专利第5,450,751号)，该微陀螺仪10是设置于一基座12中，其包括边环14、中心柱15及复数辐射状等间距分布的半圆形支撑结构16，于边环14外周围设置有复数电极13，该边环14、支撑结构16均是利用高深宽比微机电制程技术制作出，边环14与支撑结构16的结构高度相同，并通过由不同的边环14区域分别提供微陀螺仪10作为静电式驱动与电容式感测电极所需的感应面积，其感应方式是通过由边环14的不同区段与该复数感测/驱动电极13作感应达到，因此必须仰赖高度较大的边环14，以提供较大的有效作用面积，然而，在提升边环14高度的同时，也伴随增加边环14与支撑结构16的结构强度，导致在相同的静电驱动力与所诱导出的科氏力作用下，边环14的变形量减小，因此降低了微陀螺仪10的结构径向变形量，亦即其感测量，反而不利于其感测灵敏度的提升，此外，由于支撑结构16必须占据环体14的内侧，因此不利于环体14内外两侧同时配置电极。与前述将支撑结构设置于环体内侧的微陀螺仪10结构，另有「角速率感应器」(中国台湾专利技术专利公告第457370号，美国专利第6,828,958 B1号)、「角速率侦测器装置」(中国台湾专利技术专利公告第507077号)等专利，其结构大同小异，此处不再予以赘述。再请参阅图2所示已知的另一种环状振动式微陀螺仪结构，该微陀螺仪20是设置于一基座22中，其主要是由环体24及复数支撑结构26所构成，该结构与图1已知结构的最主要不同点在于其支撑结构26是呈辐射状分布设置于环体24外周围，因此，同样不利于环体24内外两侧同时设置电极，而该微陀螺仪20另具有一缺点在于，因支撑结构26设置于环体24外周围，使得整体微陀螺仪20的径向面积扩大，必须占用较大的使用空间。本新型内容鉴于上述已知技术的缺点，本技术的主要目的在于提供一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，该支撑结构是设置于环体的轴向侧，通过由支撑结构提供环体与基座相连接，使具有轴向与径向支撑力，因此得以拘束主要振动环体，使具备较佳的感测灵敏度与抵抗环境振噪的能力。本技术的另一目的在于提供一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，在环体内侧和/或外侧设有补强结构，以提升环体局部刚性，维持椭圆形共振模态。本技术的另一目的在于提供一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，其支撑结构设置于环体的轴向侧，因此利于环体内外两侧均设置电极，以增加电极与环体感测的有效面积，加强驱动及感测讯号。本技术的又一目的在于提供一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，其支撑结构设置于环体的轴向侧，可缩减环形陀螺仪占用面积。本技术的目的是通过下述技术方案来实现的，本技术的振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，其陀螺仪主要包括基座；设置于所述基座中，且具有一轴向高度的薄片环体；设置于所述基座与环体间，以供支撑环体用的支撑结构；以及复数个设置于所述环体的内侧和/或外侧，以供感测环体变形与驱动环体所用的电极；其特征在于该支撑结构是设置于该环体的轴向侧，通过由该支撑结构而可提供环体与基座连结，使具有轴向与径向支撑力。为使能对本技术的特征、目的及功能有更进一步的认识与了解，以下结合附图对其进行详细说明。附图说明图1是已知的微陀螺仪的结构示意图；图2是另一习知微陀螺仪的结构示意图；图3是本技术的外观立体图；图4是本技术的局部外观立体图；图4A是图4的A-A剖视图；图5是本技术的俯视图；图6是本技术的振动示意图；图7是本技术另一较佳实施例的外观立体图；图8是本技术又一较佳实施例的局部立体图；图9是本技术再一较佳实施例的局部结构配合电极的立体图；图10是图9的实施例的轴断面图。图号说明10-微陀螺仪；12-基座；13-电极；4-边环；5-中心柱；16-支撑结构；20-微陀螺仪；22-基座；24-环体；26-支撑结构；30-振动式环形陀螺仪；31-环体；32-支撑结构；321-弧状体；322、323-连接部；33-补强结构；331-凹部；34-电极；130-振动式环形陀螺仪；131-环体；132-支撑结构；1321-环形体；1322、1323-连接部；133-补强结构；1331-凹部；230-振动式环形陀螺仪；231-环体；232-支撑结构；2321-弧状体；2322、2323-连接部；233-补强结构；2331-凹部；330-振动式环形陀螺仪；331-环体；332-支撑结构；3321-弧状体；3322、3323-连接部；333-补强结构；3331-凹部；334-电极；D1、D2-间距；H1、H2、H3-高度。具体实施方式请参阅图3至4A，本技术的一种振动式环形陀螺仪的环体及支撑结构，该振动式环形陀螺仪30是设置于一基座中，该基座则设置于卫星导航或定位系统等载具中，图中为清楚表示该振动式环形陀螺仪30的结构，因此未将该基座示出，该振动式环形陀螺仪30主要是由一环体31以及支撑结构32组成，该环体31为一具有一轴向高度H1的薄片型圆环形体，该支撑结构32是设置于该环体31的轴向相对应两侧缘，该支撑结构32是由复数与环体31同圆径的弧状体321等距设置于环体31的轴向相对应两侧缘上，由弧状体321环绕构成一环状外型，于各弧状体321与环体31之间，设有至少一连接部322，通过由该连接部322可使弧状体321与环体31固接为一体，于各弧状体321的远离环体31的一侧的两端再分别设有一连接部323，由该连接部323将弧状体321固接于基座，即可将整体振动式环形陀螺仪30设置于基座中，由于环体31是由连接部322点状连接于弧状体321，使环体31成悬臂型式夹设于上下两支撑结构32间，故可限制环体31上下运动，但能保持环体31具有一定预度的径向压缩及振动预度。为提升环体31局部刚性，维持椭圆形共振模态，于该环体31内侧壁设有补强结构33，该补强结构33是径向等宽凸出于环体31内侧壁中央的鳍状结构，于该补强结构33的相对应于弧状体321与环体31的连接部322处，设有由环体31侧径向朝外渐扩呈开口状的凹部331。请参阅图5，该振动式环形陀螺仪30具有一圆环形环体31，于环体31轴向侧缘等距设有八段弧状体321，于环体31内侧壁设有一环补强结构33本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国骧，林松涛，李世平，张明暐，李汉州，许铭修，粘金重，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：