[實(shí)用新型]一種雙軸陀螺儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920126484.2
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN209783599U
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李桂新
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫微泰傳感封測技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656;G01C19/5663
• 代理公司: 32330 連云港聯(lián)創(chuàng)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 劉剛

本實(shí)用新型屬于陀螺儀技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙軸陀螺儀，包括基座、設(shè)置在所述基座上的電路板、設(shè)置在所述電路板上的振子支撐構(gòu)件和空心電感器、安裝在所述振子支撐構(gòu)件上的陀螺振子，空心電感器的一端電性連接至所述陀螺振子，而另一端電性連接至電路板，陀螺振子為圓盤狀，所述陀螺振子上表面設(shè)有壓電薄膜驅(qū)動(dòng)電極、信號檢測電極以及模態(tài)檢測電極，所述陀螺振子下表面連接有支撐圓柱和電位參考電極，所述支撐圓柱另一端固定在載體上。本實(shí)用新型提出的一種雙軸陀螺儀采用MEMS微細(xì)加工技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，能實(shí)現(xiàn)雙軸檢測，加工工藝易于實(shí)現(xiàn)，可靠性高，功耗低，抗沖擊性強(qiáng)，不需要真空封裝，在惡劣的環(huán)境下能夠很好的工，經(jīng)濟(jì)技術(shù)安全效益顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種雙軸陀螺儀，屬于陀螺儀技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

陀螺儀是一種能夠精確地測量運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或角速度的儀器，是空間物體姿態(tài)控制和慣性制導(dǎo)的核心部件。隨著國防科技和航空、航天工業(yè)的發(fā)展，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)對于陀螺儀的要求也向體積小、多軸檢測、功耗低、可靠性高、壽命長、能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的方向發(fā)展。

經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，2006年1月，在土耳其Istanbul召開的IEEEMEMS2006會議上，日本神戶大學(xué)的K.Maenaka等人發(fā)表了一篇題為“新型微固態(tài)陀螺”的論文，該論文被收錄在第634頁到第637頁，首次提出了一種壓電式全固態(tài)微型陀螺，利用方形壓電體質(zhì)量塊在某個(gè)振動(dòng)頻率下存在一種特殊的振動(dòng)模態(tài)，在該振動(dòng)模態(tài)下，壓電體質(zhì)量塊上各質(zhì)點(diǎn)都沿著同一個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)，使得壓電體的棱邊沿著某個(gè)軸向作拉伸或壓縮運(yùn)動(dòng)。以此特殊模態(tài)下的振動(dòng)作為參考振動(dòng)，假設(shè)壓電體的極化方向?yàn)閆方向，參考振動(dòng)方向?yàn)閄 方向，當(dāng)外界輸入Y方向上的角速度時(shí)，由于科氏力的作用，壓電質(zhì)量塊會在其極化方向上(即Z軸方向上)產(chǎn)生拉伸或壓縮運(yùn)動(dòng)。由于壓電體的壓電效應(yīng)，Z方向的振動(dòng)會在壓電體垂直于Z方向的表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷或電壓，感應(yīng)電荷或電壓的量值和外界輸入角速度成正比，通過檢測外圍電路放大之后的電荷或電壓來測量外界輸入角速度的大小。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出一種采用MEMS微細(xì)加工技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，能實(shí)現(xiàn)雙軸檢測，加工工藝易于實(shí)現(xiàn)，可靠性高，功耗低，抗沖擊性強(qiáng)，不需要真空封裝，在惡劣的環(huán)境下能夠很好的工作的雙軸陀螺儀，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的等問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種雙軸陀螺儀，包括基座、設(shè)置在所述基座上的電路板、設(shè)置在所述電路板上的振子支撐構(gòu)件和空心電感器、安裝在所述振子支撐構(gòu)件上的陀螺振子，所述空心電感器的一端電性連接至所述陀螺振子，而另一端電性連接至所述電路板，所述陀螺振子為圓盤狀，所述陀螺振子上表面設(shè)有壓電薄膜驅(qū)動(dòng)電極、信號檢測電極以及模態(tài)檢測電極，所述陀螺振子下表面連接有支撐圓柱和電位參考電極，所述支撐圓柱另一端固定在載體上。

所述陀螺振子的材料為壓電材料，所述陀螺振子的上表面和下表面平行。

所述支撐圓柱為彈性結(jié)構(gòu)材料，所述支撐圓柱與所述陀螺振子的下表面垂直。

所述壓電薄膜驅(qū)動(dòng)電極和信號檢測電極為金屬電極，結(jié)構(gòu)為圓弧狀，數(shù)量為3個(gè)，均勻布設(shè)位于陀螺振子的上表面。

所述模態(tài)檢測電極為金屬電極，結(jié)構(gòu)為平板狀，數(shù)量為3個(gè)，位于陀螺振子的上表面。

本實(shí)用新型具有以下的特點(diǎn)和有益效果：

本實(shí)用新型涉及的一種雙軸陀螺儀利用圓盤狀陀螺振子在特殊模態(tài)下的振動(dòng)作為參考振動(dòng)，同時(shí)利用壓電材料的壓電效應(yīng)驅(qū)動(dòng)圓盤狀陀螺振子運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡單，能實(shí)現(xiàn)雙軸檢測，加工工藝易于實(shí)現(xiàn)，可靠性高，功耗低，抗沖擊性強(qiáng)，不需要真空封裝，在惡劣的環(huán)境下能夠很好的工作。

附圖說明