一种主副双波动环形单结构陀螺阵列制造技术

本申请提供一种主副双波动环形单结构陀螺阵列，涉及惯性导航技术领域，包括：基底、多个第一电极组、多个第二内电极和环形谐振子，环形谐振子包括键合于基底的主锚点结构以及分别以主锚点结构为中心的主波动圆环和副波动圆环，副波动圆环位于主锚点结构和主波动圆环之间，且主锚点结构通过副波动圆环与主波动圆环连接，第一外电极和第一内电极分别与主波动圆环配合形成第一电容器，第二内电极和第一内电极分别与副波动圆环配合形成第二电容器。由于波动陀螺仪能够形成主副双波动的驱动模态，配合第一电容器和第二电容器能够提供更多的电容值变化数据，从而有效的提高主副双波动环形单结构陀螺阵列的冗余度。环形单结构陀螺阵列的冗余度。环形单结构陀螺阵列的冗余度。

【技术实现步骤摘要】
一种主副双波动环形单结构陀螺阵列


[0001]本申请涉及惯性导航
，具体而言，涉及一种主副双波动环形单结构陀螺阵列。

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，并且由于其采用单谐振子导致冗余度较差。

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，提供一种主副双波动环形单结构陀螺阵列，以解决现有波动陀螺仪冗余度较差的问题。
[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，提供一种主副双波动环形单结构陀螺阵列，包括：基底、多个第一电极组、多个第二内电极和环形谐振子，环形谐振子包括键合于基底的主锚点结构以及分别以主锚点结构为中心的主波动圆环和副波动圆环，副波动圆环位于主锚点结构和主波动圆环之间，且主锚点结构通过副波动圆环与主波动圆环连接，每个第一电极组均包括设置于基底且通过基底上的金属线相互连接的第一内电极和第一外电极，第一内电极位于主波动圆环和副波动圆环之间，第一外电极位于主波动圆环的外侧，以使第一外电极和第一内电极分别与主波动圆环配合形成第一电容器，多个第二内电极设置于基底且均位于副波动圆环内侧，多个第二内电极与多个第一电极组中的第一内电极一一对应，以使第二内电极和第一内电极分别与副波动圆环配合形成第二电容器。
[0007]可选的，环形谐振子还包括连接于主波动圆环和副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，多个冗余子陀螺结构一一对应的嵌设于多个第一内电极，主副双波动环形单结构陀螺阵列还包括设置于基底且与多个冗余子陀螺结构一一对应的多个第三电极组，每个第三电极组和每个第一内电极分别用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第三电容器。
[0008]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副波动圆环连接以使多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心呈放射状分布。
[0009]可选的，多个第一弹性振动梁和多个第二弹性振动梁分别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分别与主波动圆环连接。
[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波动圆环和副波动圆环连接；每个第三电极组均包括通过基底上的金属线与对应的第一内电极连接的多个第三内电极，第一内电极位于对应的冗余波动圆环的外侧，多个第三内电极均位于对应的冗余波动圆环的内侧，以与对应的冗余子陀螺结构配合形成第三电容器。
[0013]可选的，环形谐振子还包括多个第三弹性振动梁，多个第三弹性振动梁分别一一对应的嵌设于多个第二内电极中，且第二内电极与对应的第三弹性振动梁具有间隙，多个第三弹性振动梁的相对两端分别连接于副波动圆环和主锚点结构，以使多个第三弹性振动梁以主锚点结构为中心呈放射状分布。
[0014]可选的，每个第三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副波动圆环连接、通过第四直梁与主锚点结构连接。
[0015]可选的，环形谐振子包括8个第三弹性振动梁，相邻两个第三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]本申请提供了一种主副双波动环形单结构陀螺阵列，包括：基底、多个第一电极组、多个第二内电极和环形谐振子，环形谐振子包括键合于基底的主锚点结构以及分别以主锚点结构为中心的主波动圆环和副波动圆环，副波动圆环位于主锚点结构和主波动圆环之间，且主锚点结构通过副波动圆环与主波动圆环连接，第一外电极和第一内电极分别与主波动圆环配合形成第一电容器，第二内电极和第一内电极分别与副波动圆环配合形成第二电容器。由于波动陀螺仪能够形成主副双波动的驱动模态，配合第一电容器和第二电容器能够提供更多的电容值变化数据，并且由于副波动圆环加入能够有效提高冗余度，此外，通过双波动圆环，还可以采用差动方式提升系统的信噪比。
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主副双波动环形单结构陀螺阵列的结构示意图；
[0020]图2为本申请实施例提供的一种主副双波动环形单结构陀螺阵列的爆炸图；
[0021]图3为本申请实施例提供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各电极的结构示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供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局部电极的结构示意图。
[0025]图标：100
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环形谐振子；101
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主波动圆环；102
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副波动圆环；103
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主锚点结构；104
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冗余子陀螺结构；1041
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冗余波动圆环；1042
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冗余锚点结构；1043
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冗余弹性振动梁；105
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第一弹性振动梁；106
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第二弹性振动梁；107
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第一框架梁；108
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第二直梁；109
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第一直梁；110
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第三弹性振动梁；111
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第二框架梁；112
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...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主副双波动环形单结构陀螺阵列，其特征在于，包括：基底、多个第一电极组、多个第二内电极和环形谐振子，所述环形谐振子包括键合于所述基底的主锚点结构以及分别以所述主锚点结构为中心的主波动圆环和副波动圆环，所述副波动圆环位于所述主锚点结构和所述主波动圆环之间，且所述主锚点结构通过所述副波动圆环与所述主波动圆环连接，每个所述第一电极组均包括设置于所述基底且通过所述基底上的金属线相互连接的第一内电极和第一外电极，所述第一内电极位于所述主波动圆环和所述副波动圆环之间，所述第一外电极位于所述主波动圆环的外侧，以使所述第一外电极和第一内电极分别与所述主波动圆环配合形成第一电容器，多个所述第二内电极设置于所述基底且均位于所述副波动圆环内侧，多个所述第二内电极与多个所述第一电极组中的第一内电极一一对应，以使所述第二内电极和所述第一内电极分别与所述副波动圆环配合形成第二电容器。2.如权利要求1所述的主副双波动环形单结构陀螺阵列，其特征在于，所述环形谐振子还包括连接于所述主波动圆环和所述副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，多个所述冗余子陀螺结构一一对应的嵌设于多个所述第一内电极，所述主副双波动环形单结构陀螺阵列还包括设置于所述基底且与所述多个冗余子陀螺结构一一对应的多个第三电极组，每个所述第三电极组和每个所述第一内电极分别用于配合对应的所述冗余子陀螺结构形成第三电容器。3.如权利要求2所述的主副双波动环形单结构陀螺阵列，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副波动圆环连接以使多个所述冗余子陀螺结构以所述主锚点结构为中心呈放射状分布。4.如权利要求3所述的主副双波动环形单结构陀螺阵列，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分别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...

【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：