本發(fā)明屬于慣性傳感器，具體涉及一種雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、慣性傳感器包含加速度計(jì)、陀螺儀以及它們的單、雙、三軸組合，其中加速度計(jì)用于檢測(cè)物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)，陀螺儀用于檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，測(cè)量出物體在三維空間中的角速度和加速度，可以準(zhǔn)確的表征出物體的姿態(tài)，在導(dǎo)航中有著很重要的應(yīng)用價(jià)值。

2、現(xiàn)有的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)中，兩個(gè)質(zhì)量塊之間的耦合方式一般為彈性梁連接，使得兩個(gè)質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，而兩個(gè)質(zhì)量塊之間的這種耦合方式，使得同向干擾模態(tài)出現(xiàn)在反向工作模態(tài)前，同向干擾模態(tài)的存在不利于提高陀螺的環(huán)境適應(yīng)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，至少可以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的部分缺陷。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，包括基底、兩個(gè)子結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)，兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)連接；所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)耦合直梁和多個(gè)驅(qū)動(dòng)耦合斜梁，多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁一端連接在所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁上，另一端與所述子結(jié)構(gòu)相連。

4、進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁為框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)包括上水平段和下水平段，多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁分別連接所述上水平段和下水平段。

5、進(jìn)一步的，所述框架結(jié)構(gòu)還包括中間水平段，所述中間水平段的中心通過(guò)錨點(diǎn)錨固于基底上。

6、進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁和驅(qū)動(dòng)耦合斜梁采用可伸縮彎曲變形的材質(zhì)制作而成。

7、進(jìn)一步的，所述檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)耦合直梁，所述檢測(cè)耦合直梁的兩端分別與兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)相連。

8、進(jìn)一步的，所述子結(jié)構(gòu)包括敏感質(zhì)量塊、驅(qū)動(dòng)組件和檢測(cè)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件在第一方向上與所述敏感質(zhì)量塊相連，用于所述敏感質(zhì)量塊在第一方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)形成差分的驅(qū)動(dòng)電容，所述檢測(cè)組件在第二方向上與所述敏感質(zhì)量塊相連，用于所述敏感質(zhì)量塊在第二方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)形成差分的檢測(cè)電容。

9、進(jìn)一步的，所述檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，兩個(gè)所述檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)分別連接兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)的檢測(cè)組件，所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)連接兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件。

10、進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊分布在所述敏感質(zhì)量塊第一方向，通過(guò)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)傳遞梁與所述敏感質(zhì)量塊連接，且靠近所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)一側(cè)的驅(qū)動(dòng)模塊與所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁的端部相連；所述檢測(cè)組件包括檢測(cè)模塊，所述檢測(cè)模塊分布在所述敏感質(zhì)量塊第二方向，通過(guò)振動(dòng)解耦彈性組件與所述敏感質(zhì)量塊相連，位于所述敏感質(zhì)量塊沿第二方向上同一端的相鄰所述檢測(cè)模塊通過(guò)桁架組件相連。

11、進(jìn)一步的，所述桁架組件包括v型桁架和檢測(cè)振動(dòng)傳遞直梁，所述檢測(cè)振動(dòng)傳遞直梁的一端與所述v型桁架的頂點(diǎn)連接，另一端通過(guò)所述振動(dòng)解耦彈性組件與所述敏感質(zhì)量塊連接，所述v型桁架的兩端分別連接相鄰的所述檢測(cè)模塊。

12、進(jìn)一步的，所述振動(dòng)解耦彈性組件包括振動(dòng)解耦直梁和u型梁，所述u型梁的兩端與所述敏感質(zhì)量塊相連，所述u型梁的底部中心通過(guò)一個(gè)連接梁與所述振動(dòng)解耦直梁的中心連接。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

14、(1)本發(fā)明采用驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)連接兩個(gè)子結(jié)構(gòu)，使得兩個(gè)子結(jié)構(gòu)在第一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可利用驅(qū)動(dòng)耦合直梁和驅(qū)動(dòng)耦合斜梁的耦合設(shè)計(jì)，使得驅(qū)動(dòng)干擾模態(tài)遠(yuǎn)離工作模態(tài)，提高了陀螺的環(huán)境適應(yīng)性；同時(shí)兩個(gè)子結(jié)構(gòu)在第二方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，可利用檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)的耦合設(shè)計(jì)，使得檢測(cè)工作在反向模態(tài)，消除了共模誤差信號(hào)。

15、(2)本發(fā)明提供的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)采用多組梳齒布置，使其振動(dòng)時(shí)形成的差分電容加倍，增大了電容檢測(cè)信號(hào)，提升電容信號(hào)檢測(cè)靈敏度。

16、以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

技術(shù)特征：

1.一種雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括基底、兩個(gè)子結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)，兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)連接；所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)耦合直梁和多個(gè)驅(qū)動(dòng)耦合斜梁，多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁一端連接在所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁上，另一端與所述子結(jié)構(gòu)相連。

2.如權(quán)利要求1所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁為框架結(jié)構(gòu)，所述框架結(jié)構(gòu)包括上水平段和下水平段，多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁分別連接所述上水平段和下水平段。

3.如權(quán)利要求2所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述框架結(jié)構(gòu)還包括中間水平段，所述中間水平段的中心通過(guò)錨點(diǎn)錨固于基底上。

4.如權(quán)利要求1所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁和驅(qū)動(dòng)耦合斜梁采用可伸縮彎曲變形的材質(zhì)制作而成。

5.如權(quán)利要求1所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)耦合直梁，所述檢測(cè)耦合直梁的兩端分別與兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)相連。

6.如權(quán)利要求1所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述子結(jié)構(gòu)包括敏感質(zhì)量塊、驅(qū)動(dòng)組件和檢測(cè)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件在第一方向上與所述敏感質(zhì)量塊相連，用于所述敏感質(zhì)量塊在第一方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)形成差分的驅(qū)動(dòng)電容，所述檢測(cè)組件在第二方向上與所述敏感質(zhì)量塊相連，用于所述敏感質(zhì)量塊在第二方向上運(yùn)動(dòng)時(shí)形成差分的檢測(cè)電容。

7.如權(quán)利要求6所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，兩個(gè)所述檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)分別連接兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)的檢測(cè)組件，所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)連接兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)組件。

8.如權(quán)利要求6所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊分布在所述敏感質(zhì)量塊第一方向，通過(guò)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)傳遞梁與所述敏感質(zhì)量塊連接，且靠近所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)一側(cè)的驅(qū)動(dòng)模塊與所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁的端部相連；所述檢測(cè)組件包括檢測(cè)模塊，所述檢測(cè)模塊分布在所述敏感質(zhì)量塊第二方向，通過(guò)振動(dòng)解耦彈性組件與所述敏感質(zhì)量塊相連，位于所述敏感質(zhì)量塊沿第二方向上同一端的相鄰所述檢測(cè)模塊通過(guò)桁架組件相連。

9.如權(quán)利要求8所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述桁架組件包括v型桁架和檢測(cè)振動(dòng)傳遞直梁，所述檢測(cè)振動(dòng)傳遞直梁的一端與所述v型桁架的頂點(diǎn)連接，另一端通過(guò)所述振動(dòng)解耦彈性組件與所述敏感質(zhì)量塊連接，所述v型桁架的兩端分別連接相鄰的所述檢測(cè)模塊。

10.如權(quán)利要求8所述的雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述振動(dòng)解耦彈性組件包括振動(dòng)解耦直梁和u型梁，所述u型梁的兩端與所述敏感質(zhì)量塊相連，所述u型梁的底部中心通過(guò)一個(gè)連接梁與所述振動(dòng)解耦直梁的中心連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種雙質(zhì)量陀螺結(jié)構(gòu)，包括基底、兩個(gè)子結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)，兩個(gè)所述子結(jié)構(gòu)通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)和檢測(cè)耦合機(jī)構(gòu)連接；所述驅(qū)動(dòng)耦合機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)耦合直梁和多個(gè)驅(qū)動(dòng)耦合斜梁，多個(gè)所述驅(qū)動(dòng)耦合斜梁一端連接在所述驅(qū)動(dòng)耦合直梁上，另一端與所述子結(jié)構(gòu)相連。該發(fā)明通過(guò)將兩個(gè)子結(jié)構(gòu)在第一方向上采用驅(qū)動(dòng)耦合直梁和驅(qū)動(dòng)耦合斜梁的方式進(jìn)行耦合的設(shè)計(jì)，使得驅(qū)動(dòng)干擾模態(tài)遠(yuǎn)離工作模態(tài)，提高了陀螺的環(huán)境適應(yīng)性。

技術(shù)研發(fā)人員：黃晟,魏曉莉,周宇,蔡光艷,丁錚,吳國(guó)璋,羅戴鐘,蔡喜元,劉玉,閆凱榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢衡慣科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9