[發明專利]納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器

在審

• 申請號: 201710752116.4
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107449411A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 李孟委;梁洲鑫;耿浩;吳倩楠;李秀源
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656;G01B11/02
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司44260
• 代理人: 楊小東

1.納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述角速率傳感器包括：上基板、動光柵層、定光柵層及下基板，所述上基板、動光柵層、定光柵層及下基板依次疊層布置；

所述角速率傳感器還包括納米光柵檢測單元，所述納米光柵檢測單元包括：光電探測器、動光柵、定光柵、及激光光源，所述光電探測器、動光柵、定光柵、及激光光源分別設置在所述上基板、動光柵層、定光柵層及下基板上，同一個納米光柵檢測單元內，所述光電探測器、動光柵、定光柵、及激光光源置于同一豎直線上；

所述動光柵布置在質量塊上，所述質量塊通過折疊梁結構連接在所述動光柵層上。

2.根據權利要求1所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述角速率傳感器整體呈正方體結構；

所述納米光柵檢測單元的數量為四個，分別置于所述正方體結構的四個側邊上。

3.根據權利要求1所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述上基板的四個角落處面向動光柵層的一側上分別延伸出上基板凸臺，所述上基板凸臺的數量為四個，所述上基板凸臺將所述上基板支撐在所述動光柵層上側面；

所述上基板的光電探測器包括兩個過中心軸向方向上的第一光電探測器，兩個所述第一光電探測器在豎直方向相互對應設置，并分別設置在上基板邊側的中心位置上；

所述光電探測器還包括第二光電探測器，兩個所述光電探測器在水平方向上相互對應設置，并兩個所述第二光電探測器的連線與兩個所述第一光電探測器的連線相互垂直；兩個所述第二光電探測器同樣分別設置在所述上基板邊側的中心位置處；

所述第一光電探測器分別連接探測器第一輸入導線，及探測器第一輸出導線，所述輸入及輸出位置可置換；

所述第二光電探測器分別連接探測器第二輸入導線，及探測器第二輸出導線，所述輸入及輸出位置可置換。

4.根據權利要求3所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述動光柵層與所述上基板的整體形狀一致，所述動光柵層的四個角落處具有向下延伸的支撐框架，所述支撐框架與所述上基板凸臺的位置相互對應；

所述動光柵層的任意一組相對兩邊上分別設置有第一敏感機構，及另外一組相對兩邊上分別設置有第二敏感機構；

所述第一敏感機構及第二敏感機構的數量均為兩個，并所述第一敏感機構與所述第一光電探測器的位置上下相對；所述第二敏感機構與所述第二光電探測器的位置上下相對。

5.根據權利要求4所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述定光柵的任意一組相對兩邊上分別設置有第一定光柵，及另外一組相對兩邊上分別設置有第二定光柵；

所述第一定光柵及第二定光柵的數量均為兩個，并所述第一定光柵與所述第一敏感機構的位置上下相對，所述第二定光柵與所述第二敏感機構的位置上下相對。

6.根據權利要求5所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述下基板及定光柵層與所述上基板的整體形狀一致，在所述下基板的四個角落處面向定光柵層的一側上分別延伸出下基板凸臺，所述下基板凸臺與所述支撐框架位置相互對應，并所述下基板凸臺的數量為4個，所述定光柵層的四個角落同時被相互對應的支撐框架及下基板凸臺呈夾持狀，并固定；

所述下基板的激光光源包括兩個過中心軸向方向上的第一激光光源，兩個所述第一激光光源在豎直方向相互對應設置，并分別設置在下基板邊側的中心位置上；

所述激光光源還包括第二激光光源，兩個所述激光光源在水平方向上相互對應設置，并兩個所述第二激光光源的連線與兩個所述第一激光光源的連線相互垂直；兩個所述第二激光光源同樣分別設置在所述下基板邊側的中心位置處，然而該邊側與第一激光光源的邊側相互交叉相鄰；

所述第一激光光源分別連接光源第一輸入導線，及光源第一輸出導線，所述輸入及輸出可置換；

所述第二激光光源分別連接光源第二輸入導線，及光源第二輸出導線，所述輸入及輸出可置換。

7.根據權利要求1所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述折疊梁結構包括多個檢測梁、聯接塊，所述檢測梁與所述聯接塊串聯形成折疊梁結構；

所述折疊梁結構形成至少一個回折結構。

8.根據權利要求1所述的納米光柵非諧振式三軸角速率傳感器，其特征在于，所述激光光源的中心波長范圍為近紅外波段。