一种微半球谐振装置的制作方法

本发明涉及微机电半球谐振陀螺领域，具体地说就是一种微半球谐振装置。

背景技术：

陀螺仪是一种能够敏感载体角度或角速度的惯性器件，在姿态控制和导航定位等领域有着非常重要的应用。随着消费电子、工业机器人、车辆、船舶导航、无人机制造业等工业的发展，对陀螺仪的需求也逐渐向着低成本、小体积、高精度、高可靠性的方向发展。基于微机电系统技术的微机电陀螺，采用微纳加工技术，具有批量生产成本低、一致性好的特点，这其中微半球陀螺仪因其自身的抗冲击能力强，具有做成高精度陀螺仪的潜力，目前已经成为微机电陀螺领域的研究热点。但现有的微半球陀螺仪大多存在精度底、可靠性差，基频差较大，陀螺的电学驱动裕度较低等缺点。

技术实现要素：

本发明就是为了克服现有技术中的不足，提供一种微半球谐振装置。

本发明提供以下技术方案：

一种微半球谐振装置，它包括半球壳状的谐振子，在谐振子底部设有支撑柱，其特征在于：在支撑柱底部设有接地电极,在接地电极外圆面上套设有绝缘套环，在绝缘套环外壁上套设有基板，在基板上覆盖有绝缘板，在绝缘板上均布有一组与谐振子对应配合的驱动检测电极，在谐振子上开口端的端部设有至少一个调节凹槽，在每个驱动检测电极上均设有一个信号输出片，在所述的一组驱动检测电极上还设有盖帽，盖帽在上设有与信号输出片对应的引线孔。

在上述的技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：

在所述的绝缘板上设有绝缘套筒，所述一组驱动检测电极中每个驱动检测电极均与绝缘套筒的内壁连接。

在所述的信号输出片外壁上设有密封介质层。

在所述的谐振子上方的盖帽上设有开口向下的锥形槽,在锥形槽槽底的平面上设有吸气剂涂层。

所述的谐振子是由多晶金刚石材料制成。

发明的优点：

本发明具有精度高、可靠性高，基频差较小，提高了陀螺的电学驱动裕度等优点。

附图说明：

图1是本发明结构的示意图；

图2是图1中的a放大示意图；

图3是本发明实施例1未加盖帽时的俯视图；

图4是本发明实施例2未加盖帽时的俯视图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1、2、3所示，一种微半球谐振装置，它包括由多晶金刚石材料制成的半球壳状的谐振子1，在谐振子1上开口端的环形端面上设有一个环形的调节凹槽8，所述环形的调节凹槽8与谐振子1上开口端的环形端面同轴，且所述环形的调节凹槽8的槽底与谐振子1上开口端的环形端面平行。

在谐振子1底部设有竖直向下伸出的圆柱形的支撑柱2，在支撑柱2底部连接有接地电极3a，在接地电极3a外圆面上套设有绝缘套环3b，在绝缘套环3b外壁上套设有基板3c。所述的接地电极3a、绝缘套环3b以及基板3c的上端面在同一水平面上。

在基板3c上覆盖有绝缘板3d，在绝缘板3d上设有与接地电极3a相对应的让位孔3e,让位孔3e的直径小于接地电极3a的直径，且让位孔3e的孔壁与支撑柱2之间还设有一定间距。

谐振子1四周的绝缘板3d上均布有一组与谐振子1对应配合的驱动检测电极4，相邻的驱动检测电极4之间间隔有一定距离。在所述的绝缘板3d上还设有绝缘套筒10，所述一组驱动检测电极4中每个驱动检测电极4的一端均与绝缘套筒10的内壁连接，所述驱动检测电极4的另一端设有与谐振子1的球壳外壁相对应的曲面4a，且曲面4a与谐振子1的球壳外壁之间还间隔有一定间距。

在每个驱动检测电极4上端均设有一个信号输出片6。在所述的一组驱动检测电极4上覆盖有透明材料制成的盖帽5，在盖帽5上还设有与每个信号输出片6相对应的引线孔7。在所述信号输出片6纵向外壁上设有一圈密封介质层6a，密封介质层6a上端面与盖帽5的底面接触，密封介质层6a下端面与驱动检测电极4和绝缘套筒10的上端面接触。

在所述谐振子1上开口端上方的盖帽5的底面上设有一个开口向下截面为梯形的锥形槽5a，锥形槽5a槽壁的顶端与所述密封介质层6a连接，在锥形槽5a槽底的平面上设有吸气剂涂层9。通过吸气剂涂层可以有效的维持谐振子处于真空的状态中。

实施例2：

如图1、2、4所示，一种微半球谐振装置，它包括由多晶金刚石材料制成的半球壳状的谐振子1，在谐振子1上开口端的环形端面上均布有一组弧形的调节凹槽8，所述每个弧形的调节凹槽8的圆心与谐振子1上开口端的环形端面的圆心同轴，且所述调节凹槽8的槽底与谐振子1上开口端的环形端面平行。

在谐振子1底部设有竖直向下伸出的圆柱形的支撑柱2，在支撑柱2底部连接有接地电极3a，在接地电极3a外圆面上套设有绝缘套环3b，在绝缘套环3b外壁上套设有基板3c。所述的接地电极3a、绝缘套环3b以及基板3c的上端面在同一水平面上。

在基板3c上覆盖有绝缘板3d，在绝缘板3d上设有与接地电极3a相对应的让位孔3e,让位孔3e的直径小于接地电极3a的直径，且让位孔3e的孔壁与支撑柱2之间还设有一定间距。

谐振子1四周的绝缘板3d上均布有一组与谐振子1对应配合的驱动检测电极4，相邻的驱动检测电极4接个有一定距离。在所述的绝缘板3d上还设有绝缘套筒10，所述一组驱动检测电极4中每个驱动检测电极4的一端均与绝缘套筒10的内壁连接，所述驱动检测电极4的另一端设有与谐振子1的球壳外壁相对应的曲面4a，且曲面4a与谐振子1的球壳外壁之间还间隔有一定间距。

在每个驱动检测电极4上端均设有一个信号输出片6。在所述的一组驱动检测电极4上覆盖有透明材料制成的盖帽5，在盖帽5上还设有与每个信号输出片6相对应的引线孔7。在所述信号输出片6纵向外壁上设有一圈密封介质层6a，密封介质层6a上端面与盖帽5的底面接触，密封介质层6a下端面与驱动检测电极4和绝缘套筒10的上端面接触。

在所述谐振子1上开口端上方的盖帽5的底面上设有一个开口向下截面为梯形的锥形槽5a，锥形槽5a槽壁的顶端与所述密封介质层6a连接，在锥形槽5a槽底的平面上设有吸气剂涂层9。通过吸气剂涂层可以有效的维持谐振子处于真空的状态中。

设计原理：

本发明通过将接地电极设置在谐振子下方的方式，改变了现有技术中将接地电极与驱动检测电极交替设置在谐振子的球壳外侧的设置方式，由于接地电极设置在谐振子的下方，因此为驱动检测电极让出了设置空间，使得谐振子的球壳外侧能设置更多数量的驱动检测电极，提高了陀螺的电学驱动裕度。

当需要对谐振子的质量进行调整时，使用激光灼烧谐振子上凹槽内的合适位置，进而对谐振子的质量进行调整，从而对谐振子进行平衡调节，使得对谐振子进行静态平衡时，不会对陀螺的动态平衡造成影响。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种微半球谐振装置，它包括谐振子，谐振子通过支撑柱与底座相连，在底座上设有绝缘层，在绝缘层上均布有一组与谐振子对应配合的驱动检测电极，在驱动检测电极上设有盖帽，在每个驱动检测电极上还设有信号输出片，在盖帽上设有与信号输出片对应的引线孔。本发明具有精度高、可靠性高，基频差较小，提高了陀螺的电学驱动裕度等优点。

技术研发人员：庄须叶
受保护的技术使用者：北方电子研究院安徽有限公司
技术研发日：2018.09.20
技术公布日：2019.01.11