[實用新型]半球諧振陀螺讀出基座結構

有效

• 申請號: 201420834925.1
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204255364U
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 楊勇;方針;余波;蔣春橋;彭慧
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十六研究所
• 主分類號: G01C19/56
• 分類號: G01C19/56
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本實用新型涉及半球諧振陀螺敏感表頭部件，具體指敏感表頭讀出基座的結構設計，用于提高半球諧振陀螺讀出基座的可靠性，屬于半球諧振陀螺技術領域。

背景技術

半球諧振陀螺與傳統陀螺相比有很多優點，特別是具有結構簡單、無磨損部件和無運動部件等獨特優勢，近年來已經受到國內外慣性領域的高度重視，是未來最具有發展前景的陀螺儀之一。

半球諧振陀螺敏感表頭由激勵罩1、讀出基座3和諧振子5三部件精密裝配而成，激勵罩1內設有激勵電極2，如圖1所示，諧振子5內表面與讀出基座3外表面八個讀出電極4形成小的電容。在靜電力驅動諧振子產生振動的同時，通過讀出電極4和諧振子5電容之間的變化，檢測諧振子的振動位移，提取諧振子的幅度、相位、頻率等控制信號。讀出基座3設計的結構、與諧振子5之間的電容變化直接關聯到諧振子的幅度、相位等控制信號的提取，影響整個敏感表頭的性能和可靠性。

半球諧振陀螺讀出基座球面通過分隔槽分隔成八部分，每部分鍍上金屬膜層，形成八個獨立的電極，然后通過激光刻蝕技術在金屬膜層上進行電極分割，其分割圖形為圓形，稱為讀出電極，與諧振子內球面形成電容，圓形外部的金屬膜層作為電極屏蔽形成屏蔽電極。現有讀出基座結構及工藝處理方法存在以下缺點：

1、各個讀出電極中間的分割槽導致機械加工工藝繁瑣，各棱邊由于加工、運輸、裝配等原因造成微小顆粒多余物的產生。

2、讀出基座的分割槽在鍍膜時，需要通過夾具的設計保證沒有膜層或者少量的膜層涂覆在分割槽內，以保證八個電極相互絕緣，因此分割槽需要遮擋和屏蔽，造成鍍膜夾具設計復雜；同時夾具裝配過程中容易產生微裂紋和崩邊現象，或者由于裝配間隙過大，在鍍膜時影響讀出基座表面金屬層的涂覆。

3、讀出電極的圓形結構受限，有效面積較小，影響半球諧振陀螺的增益穩定性。

4、讀出基座的機械加工、鍍膜等工藝增加了額外的難度，影響該器件的成品率，同時降低了加工效率。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種半球諧振陀螺讀出基座結構，本實用新型操作簡單，縮短加工工序和鍍膜工序時間，減小多余物的產生，大大提高讀出基座生產效率和成功率，能夠提高半球諧振陀螺的性能。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種可靠性提高的半球諧振陀螺讀出基座結構，包括球形殼體，所述球形殼體在圓周上連接為一體并形成平滑的表面，在球形殼體表面上鍍有金屬膜層，在金屬膜層上等距離刻蝕有八條分隔線，以將金屬膜層在徑向上分隔為八個彼此絕緣的區域，在每個區域的金屬膜層上刻蝕有讀出電極，每個區域讀出電極外的金屬膜層形成屏蔽電極。

所述讀出電極形狀為梯形或者扇環形狀，且梯形的腰盡可能向外部延伸。

相比現有技術，本實用新型具有如下有益效果：

1、取消分割槽，保持完整的球形殼體，簡化加工工藝，減小多余物的產生源，提高讀出基座的可靠性。

2、由于球形殼體表面整體鍍膜，故鍍膜夾具設計簡單，夾具裝配和鍍膜過程中不會產生裂紋和崩邊的現象，提高了讀出基座的穩定性。

3、能夠減小鍍膜夾具和讀出基座的裝配工藝誤差，裝配間隙得到有效控制，讀出基座表面涂覆金屬層的均勻性、批次性和一致性保持良好。

4、取消分割槽，有利于增大屏蔽電極的表面積，其讀出電極的有效面積也相應增大，提高了陀螺的增益穩定性。

5、減小讀出基座的機械加工、鍍膜工藝的難度，提高器件的加工效率和成品率。

總之，本實用新型滿足半球諧振陀螺儀對讀出基座所要求的各項性能參數，提高陀螺的可靠性，降低了讀出基座的生產成本，操作簡單方便，縮短讀出基座生產的時間。

附圖說明

圖1-半球諧振陀螺敏感表頭結構示意圖。

圖2-本實用新型讀出基座電極優化結構圖。

具體實施方式

本實用新型優化半球諧振陀螺的讀出基座結構，減少加工步驟，簡化鍍膜工藝，將讀出基座八個屏蔽電極之間的分割槽取消，將其球面殼體做成一體化狀態。針對新結構讀出基座，簡化鍍膜夾具和鍍膜工藝，鍍膜夾具設計成整體性和一致性，減少鍍膜工藝時間。在具體激光刻蝕工藝過程中，改變讀出電極的圖形，由原來的圓形改變為梯形或者扇環形圖形，增大有效面積。同時屏蔽電極的絕緣采用激光刻蝕技術將其物理隔離，防止相互的耦合和干擾，其優化結構如圖2所示。