一种波动陀螺仪结构制造技术

本申请提供一种波动陀螺仪结构，涉及惯性导航技术领域，包括主锚点结构以及连接于主锚点结构和主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心旋转对称，主锚点结构键合于基底，每个第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，以与第一环形谐振子配合形成第一电容器，每个第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器，如此，可以通过多个冗余子陀螺结构加主体波动圆环形成了多加一的陀螺结构，从而能够实现信息冗余，当其中部分陀螺结构失效时，依然能够继续完成传感任务，有效提升了波动陀螺仪结构的环境适用性和可靠性。境适用性和可靠性。境适用性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种波动陀螺仪结构


[0001]本申请涉及惯性导航
，具体而言，涉及一种波动陀螺仪结构。

技术介绍

[0002]陀螺仪是惯性导航系统的基础部件，其性能直接决定了惯性导航系统的可靠性与准确度，对惯性导航技术的发展起着至关重要的作用。基于MEMS(Micro Electro
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Mechanical System，微机电系统)技术的微陀螺仪采用微纳批量制造技术加工，其成本、尺寸、功耗都很低，而且环境适应性、工作寿命、可靠性、集成度与传统技术相比有极大的提高，因而MEMS微陀螺已经成为近些年来MEMS技术广泛研究和应用开发的一个重要方向。
[0003]目前，常用的波动陀螺仪采用单谐振子结构，虽然结构加工简单，但受温度和外界环境影响大，而且缺乏信息冗余，在结构部分失效后便不能完成传感任务。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种波动陀螺仪结构，以解决现有波动陀螺仪缺乏信息冗余，且在结构部分失效后便不能完成传感任务的问题。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0006]本申请实施例的一方面，提供一种波动陀螺仪结构，包括：基底、多个第一电极组、多个第二电极组以及中心键合于基底上的环形谐振子，环形谐振子包括主体波动圆环、位于主体波动圆环中心的主锚点结构以及连接于主锚点结构和主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心旋转对称，主锚点结构键合于基底，多个第一电极组分别与多个冗余子陀螺结构一一对应且每个第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，第一内电极和第一外电极均设置于基底且第一内电极位于主体波动圆环的内侧，第一外电极位于主体波动圆环的外侧，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，以与环形谐振子配合形成第一电容器，多个第二电极组设置于基底且与多个冗余子陀螺结构一一对应，每个第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器。
[0007]可选的，环形谐振子还包括分别与多个冗余子陀螺结构一一对应的多个第一弹性振动梁以及多个第二弹性振动梁，每个冗余子陀螺结构的一端通过对应的第一弹性振动梁与主体波动圆环连接，每个冗余子陀螺结构的另一端通过对应的第二弹性振动梁与主锚点结构连接以使多个冗余子陀螺结构与主锚点结构呈放射状连接。
[0008]可选的，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心呈圆环分布。
[0009]可选的，多个第一弹性振动梁和多个第二弹性振动梁均一一对应的嵌设于多个第一内电极中，且第一内电极分别与对应的第一弹性振动梁和第二弹性振动梁具有间隙。
[0010]可选的，每个第一弹性振动梁和/或每个第二弹性振动梁均包括第一框架梁以及分别连接于第一框架梁相对两端的第一直梁和第二直梁，以使每个冗余子陀螺结构均通过第一直梁、第一框架梁和第二直梁与主体波动圆环和/或主锚点结构连接。
[0011]可选的，环形谐振子包括8个冗余子陀螺结构，相邻两个冗余子陀螺结构分别与主锚点结构连线的夹角为45度。
[0012]可选的，每个冗余子陀螺结构均包括冗余波动圆环、位于所述冗余波动圆环中心的冗余锚点结构以及连接于冗余波动圆环和冗余锚点结构之间的多个冗余弹性振动梁，冗余锚点结构键合于基底，且冗余波动圆环的相对两端分别与主体波动圆环和主锚点结构连接；每个第二电极组均包括多个设置于基底的第二内电极，第一内电极位于对应的冗余波动圆环的外侧，多个第二内电极位于对应的冗余波动圆环的内侧，第二内电极通过设置于所述基底上的金属线与第一内电极电连接，以与对应的冗余子陀螺结构配合形成第二电容器。
[0013]可选的，多个冗余弹性振动梁与冗余锚点结构呈放射状连接。
[0014]可选的，每个冗余弹性振动梁均包括第二框架梁以及分别连接于第二框架梁相对两端的第三直梁和第四直梁以使第二框架梁分别通过第三直梁与冗余波动圆环连接、通过第四直梁与冗余锚点结构连接。
[0015]可选的，每个冗余子陀螺结构包括8个冗余弹性振动梁，相邻两个冗余弹性振动梁之间的夹角为45度。
[0016]本申请的有益效果包括：
[0017]本申请提供了一种波动陀螺仪结构，包括：基底、多个第一电极组、多个第二电极组以及中心键合于基底上的环形谐振子，环形谐振子包括主体波动圆环、位于主体波动圆环中心的主锚点结构以及连接于主锚点结构和主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心旋转对称，主锚点结构键合于基底，多个第一电极组分别与多个冗余子陀螺结构一一对应且每个第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，第一内电极和第一外电极均设置于基底且第一内电极位于主体波动圆环的内侧，第一外电极位于主体波动圆环的外侧，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，以与环形谐振子配合形成第一电容器，多个第二电极组设置于基底且与多个冗余子陀螺结构一一对应，每个第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器，如此，环形谐振子处于驱动模态振动过程中能够与多个冗余子陀螺结构的驱动模态同步，因此，多个冗余子陀螺结构不需要额外驱动，同时，也通过多个冗余子陀螺结构加主体波动圆环形成了多加一的陀螺结构，从而能够实现信息冗余，当其中部分陀螺结构失效时，依然能够继续完成传感任务，有效提升了波动陀螺仪结构的环境适用性和可靠性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的结构示意图；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的爆炸图；
[0021]图3为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的环形谐振子的结构示意图；
[0022]图4为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的第一电极组的结构示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的冗余子陀螺的结构示意图；
[0024]图6为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的第一电极组和第二电极组的结构示意图。
[0025]图标：100
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环形谐振子；101
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主体波动圆环；102
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主锚点结构；103
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冗余子陀螺结构；1031
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冗余波动圆环；1032
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冗余锚点结构；1033
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冗余弹性振动梁；1034
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第四直梁；1035
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第二框架梁；1036
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第三直梁；104
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第二弹性振动梁；105
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第一弹性振动梁；106...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波动陀螺仪结构，其特征在于，包括：基底、多个第一电极组、多个第二电极组以及中心键合于所述基底上的环形谐振子，所述环形谐振子包括主体波动圆环、位于所述主体波动圆环中心的主锚点结构以及连接于所述主锚点结构和所述主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个所述冗余子陀螺结构以所述主锚点结构为中心旋转对称，所述主锚点结构键合于所述基底，多个所述第一电极组分别与多个所述冗余子陀螺结构一一对应且每个所述第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，所述第一内电极和所述第一外电极均设置于所述基底且所述第一内电极位于所述主体波动圆环的内侧，所述第一外电极位于所述主体波动圆环的外侧，所述第一内电极通过设置于所述基底上的金属线与所述第一外电极电连接，以与所述环形谐振子配合形成第一电容器，所述多个第二电极组设置于所述基底且与所述多个冗余子陀螺结构一一对应，每个所述第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的所述冗余子陀螺结构形成第二电容器。2.如权利要求1所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，所述环形谐振子还包括分别与所述多个冗余子陀螺结构一一对应的多个第一弹性振动梁以及多个第二弹性振动梁，每个所述冗余子陀螺结构的一端通过对应的所述第一弹性振动梁与所述主体波动圆环连接，每个所述冗余子陀螺结构的另一端通过对应的所述第二弹性振动梁与所述主锚点结构连接以使多个所述冗余子陀螺结构与所述主锚点结构呈放射状连接。3.如权利要求2所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，多个所述冗余子陀螺结构以所述主锚点结构为中心呈圆环分布。4.如权利要求2所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，多个所述第一弹性振动梁和多个所述第二弹性振动梁均一一对应的嵌设于多个所述第一内电极中，且所述第一内电极分别与对应的所述第一弹性振动梁和所述第二弹性振动梁具有间隙。5.如权利要求2所述的波动...

【专利技术属性】
技术研发人员：许图，
申请(专利权)人：重庆天箭惯性科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：