專利名稱：軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺，特別是一種軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，用于微機電系統(tǒng)領域。
背景技術：
MEMS(微機電系統(tǒng))技術與陀螺技術相結(jié)合促生了許多新穎微陀螺的產(chǎn)生，這種新穎微陀螺體積小，功耗小，成本低，具有自己獨特優(yōu)勢。目前，使用MEMS技術制造的微陀螺主要集中在振動式微陀螺和懸浮轉(zhuǎn)子式微陀螺上。振動式微陀螺檢測質(zhì)量系聯(lián)在基體上，利用科氏加速度，通過驅(qū)動模態(tài)向檢測模態(tài)的能量轉(zhuǎn)換實現(xiàn)對外界輸入角速度的測量。該種微陀螺因為模態(tài)和耦合誤差問題、制造缺陷的影響、材料變化的影響等，提高其測量精度比較困難。懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺的利用高速旋轉(zhuǎn)的剛體具有定軸性實現(xiàn)陀螺功能，其檢測剛體懸浮并高速旋轉(zhuǎn)，不需要機械支撐，可獲得更高的精度。目前懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺主要利用電磁懸浮和靜電懸浮。而本發(fā)明利用電磁懸浮原理。
經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利號為US 5955800，名稱為懸浮系統(tǒng)(Leivitation Systems)的美國專利中提到的系統(tǒng)由高導電率體圓盤、電磁感應渦流懸浮力產(chǎn)生裝置、電磁感應渦流轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)裝置構(gòu)成，該專利提到這種懸浮裝置可以用在陀螺中，構(gòu)成磁懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺，這是一種利用電磁懸浮原理的微陀螺，高頻電磁渦流產(chǎn)生懸浮作用，其主要缺點是渦流發(fā)熱嚴重，功耗大，高頻電流的獲得復雜，轉(zhuǎn)子徑向穩(wěn)定性弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的不足和缺陷，提供一種軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，使其利用電磁鐵相吸、電感檢測和反饋控制共同實現(xiàn)軟磁轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定懸浮，利用磁阻最小原理，利用定、轉(zhuǎn)子雙凸極軸向磁路走向磁阻最小的趨勢，實現(xiàn)軟磁轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的軟磁轉(zhuǎn)子具有定軸性，從而可實現(xiàn)陀螺效應。通過電感檢測軟磁轉(zhuǎn)子位置，通過反饋力矩再平衡原理實現(xiàn)對外界輸入角速度的測量。
本發(fā)明是通過以下技術方案具體實現(xiàn)的，本發(fā)明設置為三層三明治結(jié)構(gòu)，分別為上定子結(jié)構(gòu)層、下定子結(jié)構(gòu)層、高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子。上定子結(jié)構(gòu)層和下定子結(jié)構(gòu)層裝配在一起，形成一個空腔，高磁導率轉(zhuǎn)子設置在此空腔內(nèi)。
本發(fā)明下定子結(jié)構(gòu)層包括下定子基板，四個徑向吸懸電磁鐵對，四個徑向吸懸電感檢測元件，軸向吸懸組件，軸向磁路變磁阻旋轉(zhuǎn)定子凸極線圈組件。其連接關系為在下定子基板設置四個徑向吸懸電磁鐵對，在每個徑向吸懸電磁鐵對之間設置徑向吸懸電感檢測元件。徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件設置在一個圓周上。在此圓周內(nèi)側(cè)，設置軸向吸懸組件，軸向吸懸組件由四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件構(gòu)成，四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件設置在一個圓周上。軸向磁路變磁阻旋轉(zhuǎn)定子凸極線圈組件設置在下定子基板的中心區(qū)域上。軸向磁路變磁阻旋轉(zhuǎn)定子凸極線圈組件由14個線圈和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)構(gòu)成。線圈是平面結(jié)構(gòu)。帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)由14個凸極設置在高磁導率圓環(huán)上而成。四個徑向吸懸電磁鐵對和四個徑向吸懸電感檢測元件所在圓周的圓心、四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件所在圓周的圓心與高磁導率圓環(huán)的圓心重合。四個徑向吸懸電磁鐵對和四個徑向吸懸電感檢測元件由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)和方形螺旋線圈構(gòu)成。四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件的部件組成由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)和方形螺旋線圈構(gòu)成。
本發(fā)明的上定子結(jié)構(gòu)層包括四個軸向吸懸電磁鐵對，四個軸向吸懸電感檢測元件，上定子基板，線圈，帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)。其連接關系為四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件布置在上定子基板的表面的同一圓周上。14個線圈和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)設置在上定子基板的表面上。帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)由14個凸極設置在高磁導率圓環(huán)上而成。四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件所在圓周圓心與高磁導率圓環(huán)的圓心重合。四個軸向吸懸電磁鐵對和四個軸向吸懸電感檢測元件的部件由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)和方形螺旋線圈構(gòu)成。
本發(fā)明的高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子從內(nèi)向外依次設置小圓柱、變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極、變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極間隙、軸向吸懸環(huán)面、徑向吸懸圓周面。
本發(fā)明微陀螺工作時，四個徑向吸懸電磁鐵對通電，通過四個徑向吸懸電感檢測元件不斷檢測高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子的徑向位移，通過反饋控制實現(xiàn)高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子的徑向穩(wěn)定；四個軸向吸懸電磁鐵對通電，通過四個軸向吸懸電感檢測元件不斷檢測高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子的軸向位移，實現(xiàn)高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子的軸向穩(wěn)定。
上定子層結(jié)構(gòu)和下定子結(jié)構(gòu)層中的14個凸極外的14個線圈與含12個變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極的高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子構(gòu)成四相變磁阻微電機，利用磁阻最小原理工作，使高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子高速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。從而具有陀螺效應。
當外界輸入角速度時，軸向吸懸電感檢測元件檢測到位移信息，通過反饋控制，給微陀螺施加反饋力矩，轉(zhuǎn)子進動到與殼體平行的位置。通過力矩再平衡原理實現(xiàn)對外界輸入量的測量。
本發(fā)明的設計時考慮了微細加工的要求。下定子結(jié)構(gòu)層中還包括絕緣支撐材料，徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域、凹孔腔。絕緣支撐材料設置在下定子基板上，絕緣支撐材料呈凹字型結(jié)構(gòu)，凹孔腔設置在絕緣支撐材料的上表面中心處。徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域設置在絕緣支撐材料中。這種結(jié)構(gòu)的下定子結(jié)構(gòu)層適合多層微細加工工藝加工。
上定子結(jié)構(gòu)層中還包括絕緣支撐材料、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域。絕緣支撐材料設置在上定子基板上，絕緣支撐材料呈長方型結(jié)構(gòu)。軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域設置在絕緣支撐材料中。
本發(fā)明利用電磁鐵相吸實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮，電磁鐵線圈直接通直流電，與現(xiàn)有的利用渦流的電磁懸浮方式相比，電源獲取較為方便。通過設置徑向懸浮電磁鐵，使得徑向懸浮剛度可調(diào)，且能保持較大的值，克服了現(xiàn)有的磁懸浮轉(zhuǎn)子微陀螺徑向剛度小且不可調(diào)的缺點。通過電感實現(xiàn)位置檢測和反饋控制，與現(xiàn)有的利用微電容檢測的位置的方式相比，不存在電擊穿等現(xiàn)象，檢測量程大。利用磁阻最小原理的變磁阻驅(qū)動旋轉(zhuǎn)方式，較利用高頻旋轉(zhuǎn)電磁場產(chǎn)生渦流進行實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的方式相比，轉(zhuǎn)子熱損耗小。本發(fā)明的設計考慮了微細加工的特點，特別適合多層微細加工工藝，具有尺寸小，功耗小，實現(xiàn)容易的特點。


圖1 本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意2 本發(fā)明下定子結(jié)構(gòu)層示意3 本發(fā)明下定子軸向吸懸與檢測結(jié)構(gòu)示意4 本發(fā)明上定子結(jié)構(gòu)層示意5 本發(fā)明轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)層示意6 本發(fā)明定子旋轉(zhuǎn)凸極結(jié)構(gòu)層示意7 本發(fā)明徑向吸懸電磁鐵對、徑向吸懸電感檢測元件結(jié)構(gòu)示意8 本發(fā)明軸向吸懸電磁鐵對、軸向吸懸電感檢測元件結(jié)構(gòu)示意9 本發(fā)明下定子結(jié)構(gòu)截面示意10 本發(fā)明上定子結(jié)構(gòu)截面示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明為三層三明治結(jié)構(gòu)，分別為上定子結(jié)構(gòu)層1、下定子結(jié)構(gòu)層3、高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2。上定子結(jié)構(gòu)層1和下定子結(jié)構(gòu)層3裝配在一起，形成一個空腔，高磁導率轉(zhuǎn)子2設置在此空腔內(nèi)。
如圖2、3、6所示，本發(fā)明下定子結(jié)構(gòu)層3包括下定子基板4，徑向吸懸電磁鐵對5、7、9、11，徑向吸懸電感檢測元件6、8、10、12，軸向吸懸組件13，線圈45，帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)14。其連接關系為在下定子基板4設置徑向吸懸電磁鐵對7、9、5、11，在每個徑向吸懸電磁鐵對之間設置徑向吸懸電感檢測元件12、8、10、6。徑向吸懸電磁鐵對7、9、5、11和徑向吸懸電感檢測元件12、8、10、6設置在一個圓周上。在此圓周內(nèi)側(cè)，設置軸向吸懸組件13。軸向吸懸組件13由軸向吸懸電磁鐵對48、50、52、54和軸向吸懸電感檢測元件49、51、53、55構(gòu)成，軸向吸懸電磁鐵對48、50、52、54和軸向吸懸電感檢測元件49、51、53、55設置在一個圓周上。線圈45和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)14設置在下定子基板4的中心區(qū)域上。14個線圈45設置在帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)14上。線圈45是平面結(jié)構(gòu)。帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)14由14個凸極46設置在高磁導率圓環(huán)47上而成。徑向吸懸電磁鐵對7、9、5、11和徑向吸懸電感檢測元件12、8、10、6所在圓周的圓心、軸向吸懸電磁鐵對48、50、52、54和軸向吸懸電感檢測元件49、51、53、55所在圓周的圓心與高磁導率圓環(huán)47的圓心重合。
如圖4、6所示，本發(fā)明上定子結(jié)構(gòu)層1包括軸向吸懸電磁鐵對16、20、18、22，軸向吸懸電感檢測元件17、21、19、23，上定子基板15，線圈24，帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)25。其連接關系為軸向吸懸電磁鐵對16、20、18、22和軸向吸懸電感檢測元件17、21、19、23布置在上定子基板15的表面的同一圓周上。14個線圈24和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)25設置在上定子基板15的表面上。帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)25由14個凸極30設置在高磁導率圓環(huán)31上而成。軸向吸懸電磁鐵對16、20、18、22和軸向吸懸電感檢測元件17、21、19、23所在圓周圓心與高磁導率圓環(huán)31的圓心重合。
如圖7所示，徑向吸懸電磁鐵對7、9、5、11和徑向吸懸電感檢測元件12、8、10、6，由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)33和方形螺旋線圈34構(gòu)成。方形螺旋線圈34纏繞在U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)33之上。
如圖8所示，軸向吸懸電磁鐵對16、20、18、22和軸向吸懸電感檢測元件17、21、19、23，軸向吸懸電磁鐵對48、50、52、54和軸向吸懸電感檢測元件49、51、53、55，由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)35和方形螺旋線圈36構(gòu)成。方形螺旋線圈36纏繞在U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)35之上。
如圖5所示，本發(fā)明的高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2從內(nèi)向外依次設置小圓柱32、變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極26、變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極間隙28、軸向吸懸環(huán)面27、徑向吸懸圓周面29。高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2含12個變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極26。
本發(fā)明微陀螺工作時，徑向吸懸電磁鐵對7、9、5、11通電，通過徑向吸懸電感檢測元件12、8、10、6不斷檢測高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2的徑向位移，通過反饋控制實現(xiàn)高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2的徑向穩(wěn)定；軸向吸懸電磁鐵對16、20、18、22及軸向吸懸電磁鐵對48、50、52、54通電，通過軸向吸懸電感檢測元件17、21、19、23及軸向吸懸電感檢測元件49、51、53、55不斷檢測高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2的軸向位移，實現(xiàn)高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2的軸向穩(wěn)定。
上定子層結(jié)構(gòu)層1凸極30上的線圈45和下定子結(jié)構(gòu)層3中的凸極46上的線圈24與含12個變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極26的高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2構(gòu)成四相變磁阻微電機，利用磁阻最小原理工作，使高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子2高速穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。從而具有陀螺效應。
當外界輸入角速度時，軸向吸懸電感檢測元件17、21、19、23及軸向吸懸電感檢測元件49、51、53、55檢測到位移信息，通過反饋控制，給微陀螺施加反饋力矩，轉(zhuǎn)子進動到與殼體平行的位置。通過力矩再平衡原理實現(xiàn)對外界輸入量的測量。
如圖9所示，下定子結(jié)構(gòu)層3中還包括絕緣支撐材料37，徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域38、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域39、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域40、凹孔腔44。絕緣支撐材料37設置在下定子基板4上，絕緣支撐材料37呈凹字型結(jié)構(gòu)，凹孔腔44設置在絕緣支撐材料37的上表面中心處。徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域38、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域40、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域39設置在絕緣支撐材料37中。這種結(jié)構(gòu)的下定子結(jié)構(gòu)層3適合多層微細加工工藝加工。
如圖10所示，上定子結(jié)構(gòu)層1中還包括絕緣支撐材料41、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域42、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域43。絕緣支撐材料41設置在上定子基板15上，絕緣支撐材料41呈長方型結(jié)構(gòu)。軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域42、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域43設置在絕緣支撐材料41中。這種結(jié)構(gòu)的上定子結(jié)構(gòu)層1適合多層微細加工工藝加工。
權利要求
1.一種軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，包括上定子結(jié)構(gòu)層(1)、高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子(2)、下定子結(jié)構(gòu)層(3)，上定子結(jié)構(gòu)層(1)和下定子結(jié)構(gòu)層(3)連接在一起，形成一個空腔，高磁導率轉(zhuǎn)子(2)設置在此空腔內(nèi)，其特征在于，上定子結(jié)構(gòu)層(1)包括軸向吸懸電磁鐵對(16、20、18、22)、軸向吸懸電感檢測元件(17、21、19、23)、上定子基板(15)、線圈(24)、帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(25)，軸向吸懸電磁鐵對(16、20、18、22)和軸向吸懸電感檢測元件(17、21、19、23)布置在上定子基板(15)的表面的同一圓周上，14個線圈(24)和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(25)設置在上定子基板(15)的表面上；下定子結(jié)構(gòu)層(3)包括下定子基板(4)、徑向吸懸電磁鐵對(5、7、9、11)、徑向吸懸電感檢測元件(6、8、10、12)、軸向吸懸組件(13)、帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(14)、線圈(45)，在下定子基板(4)設置徑向吸懸電磁鐵對(7、9、5、11)，在每個徑向吸懸電磁鐵對之間設置徑向吸懸電感檢測元件(12、8、10、6)，徑向吸懸電磁鐵對(7、9、5、11)和徑向吸懸電感檢測元件(12、8、10、6)設置在一個圓周上，在此圓周內(nèi)側(cè)，設置軸向吸懸組件(13)，線圈(45)和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(14)設置在下定子基板(4)的中心區(qū)域上，14個線圈(45)設置在帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(14)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，軸向吸懸組件(13)由軸向吸懸電磁鐵對(48、50、52、54)和軸向吸懸電感檢測元件(49、51、53、55)構(gòu)成，軸向吸懸電磁鐵對(48、50、52、54)和軸向吸懸電感檢測元件(49、51、53、55)設置在一個圓周上。
3.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(25)由14個凸極(30)設置在高磁導率圓環(huán)(31)上而成，軸向吸懸電磁鐵對(16、20、18、22)和軸向吸懸電感檢測元件(17、21、19、23)所在圓周圓心與高磁導率圓環(huán)(31)的圓心重合。
4.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)(14)由14個凸極(46)設置在高磁導率圓環(huán)(47)上而成，徑向吸懸電磁鐵對(7、9、5、11)和徑向吸懸電感檢測元件(12、8、10、6)所在圓周的圓心、軸向吸懸電磁鐵對(48、50、52、54)和軸向吸懸電感檢測元件(49、51、53、55)所在圓周的圓心與高磁導率圓環(huán)(47)的圓心重合。
5.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，徑向吸懸電磁鐵對(7、9、5、11)和徑向吸懸電感檢測元件(12、8、10、6)，由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)(33)和方形螺旋線圈(34)構(gòu)成，方形螺旋線圈(34)纏繞在U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)(33)之上。
6.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，軸向吸懸電磁鐵對(16、20、18、22)和軸向吸懸電感檢測元件(17、21、19、23)，軸向吸懸電磁鐵對(48、50、52、54)和軸向吸懸電感檢測元件(49、51、53、55)，由U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)(35)和方形螺旋線圈(36)構(gòu)成。方形螺旋線圈(36)纏繞在U型高磁導率材料結(jié)構(gòu)(35)之上。
7.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子(2)從內(nèi)向外依次設置小圓柱(32)、變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極(26)、變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極間隙(28)、軸向吸懸環(huán)面(27)、徑向吸懸圓周面(29)，高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子(2)含12個變磁阻旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子凸極(26)。
8.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，下定子結(jié)構(gòu)層(3)中還包括絕緣支撐材料(37)、徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域(38)、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域(39)、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域(40)、凹孔腔(44)，絕緣支撐材料(37)設置在下定子基板(4)上，絕緣支撐材料(37)呈凹字型結(jié)構(gòu)，凹孔腔(44)設置在絕緣支撐材料(37)的上表面中心處，徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域(38)、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域(40)、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域(39)設置在絕緣支撐材料(37)中。
9.根據(jù)權利要求1所述的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，其特征是，上定子結(jié)構(gòu)層(1)中還包括絕緣支撐材料(41)、軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域(42)、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域(43)，絕緣支撐材料(41)設置在上定子基板(15)上，絕緣支撐材料(41)呈長方型結(jié)構(gòu)，軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件安裝區(qū)域(42)、線圈和凸極及高磁導率圓環(huán)安裝區(qū)域(43)設置在絕緣支撐材料(41)中。
全文摘要
一種微機電系統(tǒng)領域的軟磁吸懸高速旋轉(zhuǎn)剛體微陀螺，包括上定子結(jié)構(gòu)層、高磁導率軟磁轉(zhuǎn)子、下定子結(jié)構(gòu)層。上定子結(jié)構(gòu)層中，軸向吸懸電磁鐵對和軸向吸懸電感檢測元件布置在上定子基板的表面的同一圓周上，線圈和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)設置在上定子基板的表面上；下定子結(jié)構(gòu)層中，在下定子基板設置徑向吸懸電磁鐵對，在每個徑向吸懸電磁鐵對之間設置徑向吸懸電感檢測元件，徑向吸懸電磁鐵對和徑向吸懸電感檢測元件設置在一個圓周上，在此圓周內(nèi)側(cè)，設置軸向吸懸組件，線圈和帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)設置在下定子基板的中心區(qū)域上，線圈設置在帶凸極的高磁導材料結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明特別適合多層微細加工工藝，具有尺寸小，功耗小，實現(xiàn)容易的特點。
文檔編號G01C19/02GK1710384SQ20051002733
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月30日 優(yōu)先權日2005年6月30日
發(fā)明者張衛(wèi)平, 陳文元, 趙小林, 段永瑞 申請人:上海交通大學