一种基于杠杆结构的面内敏感轴微机械陀螺的制作方法

技术特征：
1.一种基于杠杆结构的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，包括：多个杠杆式解耦单元（1），与所述杠杆式解耦单元（1）相连接的耦合单元（2）；所述杠杆式解耦单元（1）包括：驱动质量块（11），检测质量块（12），解耦结构（13），驱动结构（14），检测电极；所述驱动质量块（11）和所述检测质量块（12）相邻的间隔设置且与所述解耦结构（13）相对的两端分别固定连接；所述解耦结构（13）为杠杆式解耦结构，其在外力作用下可产生垂直于轴向的弹性形变；所述驱动结构（14）与所述驱动质量块（11）相连接，所述检测电极设置在所述检测质量块（12）正下方。2.根据权利要求1所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，多个所述杠杆式解耦结构（1）规则的多排阵列，且相邻所述杠杆式解耦结构（1）镜像对称。3.根据权利要求2所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述解耦结构（13）包括：驱动杠杆部分（131）、检测杠杆部分（132）和杠杆支点梁（133）；所述驱动杠杆部分（131）、检测杠杆部分（132）分别与所述杠杆支点梁（133）固定连接，且分别位于所述杠杆支点梁（133）的相对两侧；所述驱动杠杆部分（131）的弯曲刚度小于所述检测杠杆部分（132）的弯曲刚度。4.根据权利要求3所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述解耦结构（13）为扁平结构，且所述驱动杠杆部分（131）厚度方向的弯曲刚度大于宽度方向的弯曲刚度，所述检测杠杆部分（132）厚度方向的弯曲刚度大于宽度方向的弯曲刚度。5.根据权利要求4所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述驱动杠杆部分（131）包括：多个驱动杠杆梁（1311），所述驱动杠杆梁（1311）沿所述杠杆支点梁（133）的轴向间隔的在所述杠杆支点梁（133）上排列布置；其中，通过调整所述驱动杠杆梁（1311）的尺寸、截面形状、设置间隔、设置数量中的至少一种参数调整所述驱动杠杆部分（131）的弯曲刚度；所述检测杠杆部分（132）包括：多个检测杠杆梁（1321），所述检测杠杆梁（1321）沿所述杠杆支点梁（133）的轴向等间隔的在所述杠杆支点梁（133）上排列布置；其中，通过调整所述检测杠杆梁（1321）的尺寸、截面形状、设置间隔、设置数量中的至少一种参数调整所述驱动杠杆部分（131）的弯曲刚度。6.根据权利要求5所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述杠杆支点梁（133）轴向两端分别设置有连接锚点（1331）；所述连接锚点（1331）通过弹性梁（1331a）与所述驱动质量块（11）相连接。7.根据权利要求6所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述驱动质量块（11）和所述检测质量块（12）均为扁平结构，且与所述解耦结构（13）处于同一平面内；多个所述杠杆式解耦单元（1）的所述检测质量块（12）相互弹性连接；多个所述杠杆式解耦单元（1）的所述驱动质量块（11）相互弹性连接。8.根据权利要求7所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，每个所述杠杆式解耦单元（1）的驱动质量块（11）的相对两侧均设置有所述驱动结构（14）；所述驱动结构（14）用于驱动所述驱动质量块（11）沿平行于所述解耦结构（13）的方向
往复移动。9.根据权利要求1至8任一项所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述杠杆式解耦单元（1）为四个；所述耦合单元（2）包括：第一连接梁（21）、第二连接梁（22）、第三连接梁（23）和耦合锚点（24）；所述第一连接梁（21）为杆状梁，其设置于所述面内敏感轴微机械陀螺的外侧；在所述第一连接梁（21）的端部和中部位置均设置有弹性连接部（211），其端部位置的所述弹性连接部（211）用于连接间隔设置的所述驱动质量块（11）上的所述驱动结构（14），其中部位置的所述弹性连接部（211）用于连接相邻的所述检测质量块（12）；所述第二连接梁（22）为弹性梁，用于连接相邻所述驱动质量块（11）上的所述驱动结构（14）；所述第三连接梁（23）为弹性梁，其设置于所述面内敏感轴微机械陀螺的中部位置，用于连接相邻所述检测质量块（12）；所述耦合锚点（24）设置有弹性连接结构，通过所述弹性连接结构与相邻的所述检测质量块（12）相连接；所述耦合锚点（24）位于所述第三连接梁（23）和所述第一连接梁（21）之间。10.根据权利要求1至8任一项所述的面内敏感轴微机械陀螺，其特征在于，所述第二连接梁（22）包括：具有弹性的菱形连接架（221），在所述菱形连接架（221）长度方向的两端设置的弹性梁（222）；所述菱形连接架（221）宽度方向的两端与相邻的所述驱动结构（14）相连接，所述弹性梁（222）相对的两端与相邻的所述驱动结构（14）相连接；所述驱动结构（14）采用梳齿结构产生的水平静电力驱动所述驱动质量块（11）。

技术总结
本发明涉及一种基于杠杆结构的面内敏感轴微机械陀螺，包括：多个杠杆式解耦单元，与所述杠杆式解耦单元相连接的耦合单元；所述杠杆式解耦单元包括：驱动质量块，检测质量块，解耦结构，驱动结构，检测电极；所述驱动质量块和所述检测质量块相邻的间隔设置且与所述解耦结构相对的两端分别固定连接；所述解耦结构为杠杆式解耦结构，其在外力作用下可产生垂直于轴向的弹性形变；所述驱动结构与所述驱动质量块相连接，所述检测电极设置在所述检测质量块正下方。本发明的解耦结构不仅实现了面内陀螺的驱动模态和检测模态解耦，还通过杠杆的放大作用提升了面内敏感轴微机械陀螺的信噪比。用提升了面内敏感轴微机械陀螺的信噪比。用提升了面内敏感轴微机械陀螺的信噪比。


技术研发人员：侯占强 肖定邦 吴学忠 邝云斌 蹇敦想 马成虎
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2021.09.13
技术公布日：2021/10/23