[发明专利]一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪

摘要

本发明公开了一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪，包括玻璃衬底、传递梁、杠杆传递部分、固定质量块驱动梳齿、陀螺质量块、第一石墨烯谐振梁、第二石墨烯谐振梁和边框。采用石墨烯谐振梁作为二次敏感结构，用于间接敏感作用在传递梁上轴向应力的变化。采用石墨烯谐振梁作为谐振敏感结构，处于轴对称位置的石墨烯谐振梁在感受轴向哥氏力变化的过程中，一个处于轴向拉伸状态，另一个处于轴向压缩状态(处于谐振频率范围内)，且两个石墨烯谐振梁对温度场等敏感能力相同。通过两个对称石墨烯谐振梁与硅微机械陀螺仪的紧密结合可以充分发挥出石墨烯谐振梁体积小、结构灵活、断裂强度大以及机械品质因数高的特点，实现了硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪的差动测量、高灵敏度及高测量精度。

主权项

1.一种硅微机械石墨烯梁谐振式陀螺仪，包括玻璃衬底(1)、传递梁(2)、杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)、陀螺质量块(5)、第一石墨烯谐振梁(6)、第二石墨烯谐振梁(7)和边框(8)，其特征在于：杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)固定在玻璃衬底(1)上；陀螺质量块(5)的固定基座可以允许陀螺质量块(5)在法向方向上有位移；杠杆传递部分(3)与陀螺质量块(5)连接在一起，左右部分呈对称性结构；第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)放置在传递梁(2)上且位于杠杆传递部分(3)和边框(8)之间，行成双端固支谐振梁，且两个石墨烯谐振梁第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)的几何尺寸一致，完全处于真空环境；/n所述传递梁(2)、杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)材料相同且均固定在玻璃衬底(1)上面，第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)材料相同且均固定在传递梁(2)上且位于杠杆传递部分(3)和边框(8)之间，由此形成一个整体；/n所述传递梁(2)、杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)材料可通过材料刻蚀方式形成；第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)材料可通过剥离和生长方式获得；/n所述杠杆传递部分(3)、固定质量块驱动梳齿(4)和陀螺质量块(5)在同一水平面上，放置结构法向方向的固定质量块驱动梳齿(4)和轴向方向的杠杆传递部分(3)完全对称；第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)在同一水平面上，放置在同一条水平线上且沿法向完全对称，能同时感受被测压力和环境的影响；/n所述第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)所采用的激励-拾振方式以及相关参数均为一致；/n当所述的激励-拾振方式为电学方式时，金属电极分别位于第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)的两条矩形短边中心处，金属电极上分别焊接有导线；/n当所述的激励-拾振方式为光学方式时，激光光斑应对准第一石墨烯谐振梁(6)和第二石墨烯谐振梁(7)的中心处。/n