[实用新型]一种双轴陀螺仪

说明书

本实用新型属于陀螺仪技术领域，具体涉及一种双轴陀螺仪，包括基座、设置在所述基座上的电路板、设置在所述电路板上的振子支撑构件和空心电感器、安装在所述振子支撑构件上的陀螺振子，空心电感器的一端电性连接至所述陀螺振子，而另一端电性连接至电路板，陀螺振子为圆盘状，所述陀螺振子上表面设有压电薄膜驱动电极、信号检测电极以及模态检测电极，所述陀螺振子下表面连接有支撑圆柱和电位参考电极，所述支撑圆柱另一端固定在载体上。本实用新型提出的一种双轴陀螺仪采用MEMS微细加工技术，结构简单，能实现双轴检测，加工工艺易于实现，可靠性高，功耗低，抗冲击性强，不需要真空封装，在恶劣的环境下能够很好的工，经济技术安全效益显著。

技术领域

本实用新型涉及一种双轴陀螺仪，属于陀螺仪技术领域。

背景技术

陀螺仪是一种能够精确地测量运动物体转动的角度或角速度的仪器，是空间物体姿态控制和惯性制导的核心部件。随着国防科技和航空、航天工业的发展，惯性导航系统对于陀螺仪的要求也向体积小、多轴检测、功耗低、可靠性高、寿命长、能适应各种恶劣环境的方向发展。

经对现有技术的文献检索发现，2006年1月，在土耳其Istanbul召开的IEEEMEMS2006会议上，日本神户大学的K.Maenaka等人发表了一篇题为“新型微固态陀螺”的论文，该论文被收录在第634页到第637页，首次提出了一种压电式全固态微型陀螺，利用方形压电体质量块在某个振动频率下存在一种特殊的振动模态，在该振动模态下，压电体质量块上各质点都沿着同一个轴向运动，使得压电体的棱边沿着某个轴向作拉伸或压缩运动。以此特殊模态下的振动作为参考振动，假设压电体的极化方向为Z方向，参考振动方向为X 方向，当外界输入Y方向上的角速度时，由于科氏力的作用，压电质量块会在其极化方向上(即Z轴方向上)产生拉伸或压缩运动。由于压电体的压电效应，Z方向的振动会在压电体垂直于Z方向的表面产生感应电荷或电压，感应电荷或电压的量值和外界输入角速度成正比，通过检测外围电路放大之后的电荷或电压来测量外界输入角速度的大小。

实用新型内容

本实用新型提出一种采用MEMS微细加工技术，结构简单，能实现双轴检测，加工工艺易于实现，可靠性高，功耗低，抗冲击性强，不需要真空封装，在恶劣的环境下能够很好的工作的双轴陀螺仪，解决了现有技术中存在的等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种双轴陀螺仪，包括基座、设置在所述基座上的电路板、设置在所述电路板上的振子支撑构件和空心电感器、安装在所述振子支撑构件上的陀螺振子，所述空心电感器的一端电性连接至所述陀螺振子，而另一端电性连接至所述电路板，所述陀螺振子为圆盘状，所述陀螺振子上表面设有压电薄膜驱动电极、信号检测电极以及模态检测电极，所述陀螺振子下表面连接有支撑圆柱和电位参考电极，所述支撑圆柱另一端固定在载体上。

所述陀螺振子的材料为压电材料，所述陀螺振子的上表面和下表面平行。

所述支撑圆柱为弹性结构材料，所述支撑圆柱与所述陀螺振子的下表面垂直。

所述压电薄膜驱动电极和信号检测电极为金属电极，结构为圆弧状，数量为3个，均匀布设位于陀螺振子的上表面。

所述模态检测电极为金属电极，结构为平板状，数量为3个，位于陀螺振子的上表面。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

本实用新型涉及的一种双轴陀螺仪利用圆盘状陀螺振子在特殊模态下的振动作为参考振动，同时利用压电材料的压电效应驱动圆盘状陀螺振子运动，结构简单，能实现双轴检测，加工工艺易于实现，可靠性高，功耗低，抗冲击性强，不需要真空封装，在恶劣的环境下能够很好的工作。

附图说明