[发明专利]一种微型四通道循环流式三轴硅射流陀螺

权利要求书

1.一种微型四通道循环流式三轴硅射流陀螺，所述射流陀螺包括四通道循环流式三轴角速度敏感元件和PCB电路板，所述敏感元件和PCB电路板电连接，其特征在于，所述敏感元件包括PMMA上盖、上硅板、下硅板、PMMA底盖和压电陶瓷圆振子；其中，

所述压电陶瓷圆振子嵌入至所述PMMA上盖上；所述上硅板上设置有射流网络；所述下硅板上设置有射流网络和热线；所述PMMA上盖、上硅板、下硅板和PMMA底盖依次粘接构成所述敏感元件。

2.根据权利要求1所述的气流陀螺，其特征在于，所述PMMA上盖的中心开设一圆形泵槽，在所述泵槽的中心开设一圆形泵孔，泵槽的边缘为一高度为PMMA上盖厚度1/4的台阶，将所述压电陶瓷圆振子粘接在所述台阶上。

3.根据权利要求2所述的气流陀螺，其特征在于，所述上硅板与所述圆形泵孔对应处开设一形状尺寸与圆形泵孔相同的圆柱形泵腔，在所述泵腔圆周上等距离开口形成四个截面为倒梯形的排气孔，所述排气孔的末端为四个排气口；所述排气口外设置一圆环形排气室；以所述排气室的圆心为中心，在圆环形排气室的圆周上放射状交替均匀开设两组共八个长方形孔；其中，四个所述排气孔对应四个集流槽；与四个所述集流槽相邻的是四个上敏感射流孔，所述上敏感射流孔的始端与所述排气室相通；所述集流槽的末端和所述上敏感射流孔的末端由圆环形回流槽连通。

4.根据权利要求3所述的气流陀螺，其特征在于，所述集流槽与所述排气室相通处做倒梯形过渡，与所述排气口对应，并在所述梯形过渡的短边扩张形成四个正方形的储气井，所述储气井的边长为倒梯形过渡的长边，所述集流槽的末端的宽度大于集流槽始端的宽度；所述上敏感射流孔的起始端宽度为所述集流槽的4倍，上射流敏感孔的宽度沿其轴线逐渐加大，在上射流敏感孔的长度为集流槽长度的3/5处做一倒梯形过渡，所述倒梯形的短边的宽度与所述排气室的宽度一致，短边向所述圆环形回流槽延伸形成四个长方形喷嘴孔，所述长方形喷嘴孔的长度为上敏感射流孔长度的1/10。

5.根据权利要求3所述的气流陀螺，其特征在于，所述下硅板上开设与所述上硅板上的四个上射流敏感孔位置相互对应、大小形状完全相同的四个下敏感射流孔，在下硅板的表面设置六对平行热线，所述六对平行热线用于敏感x、y、z三个方向角速度；所述上硅板和下硅板粘接以后形成的气体空间为射流网络，粘接上所述PMMA上盖和所述PMMA底盖后构成封闭的射流网络；所述泵腔、泵孔和泵槽构成泵室。

6.根据权利要求5所述的气流陀螺，其特征在于，所述射流网络由所述泵室、四个排气口、排气室、四个集流槽的始端的进口、储气井、圆环形回流槽、四个喷嘴孔末端的喷嘴口、四个上敏感射流孔和四个下敏感射流孔组成的四个射流敏感室A、B、C、D以及所述射流敏感室A、B、C、D的末端的出口构成。

7.根据权利要求6所述的气流陀螺，其特征在于，敏感x方向角速度的一对平行热线分别设置在两个对称的射流敏感室B、D的两端的下硅板表面；敏感y方向角速度的一对平行热线分别设置与射流敏感室B、D正交的两个对称的射流敏感室A、C内的下硅板表面；敏感z方向角速度的四对平行热线分别设置在射流敏感室A、B、C、D中间处的下硅板的表面，并与射流敏感室A、B、C、D的轴线平行。

8.根据权利要求1所述的气流陀螺，其特征在于，所述压电陶瓷圆振子的激励电压由所述PCB电路板上的压电泵驱动电路提供。

9.根据权利要求1所述的气流陀螺，其特征在于，所述热线由高温度系数的金属铂、SiO₂和Si构成，所述下硅板的边缘被覆电极，所述PMMA上盖和上硅板开相应的开口以便露出下硅板的电极，便于与PCB电路板实现电气连接。

10.根据权利要求1所述的气流陀螺，其特征在于，所述PMMA上盖和PMMA底盖利用PMMA薄板采用高精度数控机床加工工艺制作，所述上硅板和下硅板采用标准的MEMS工艺制作。