CN114459451B - 一种波动陀螺仪结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种波动陀螺仪结构，涉及惯性导航技术领域，包括主锚点结构以及连接于主锚点结构和主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心旋转对称，主锚点结构键合于基底，每个第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，以与第一环形谐振子配合形成第一电容器，每个第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器，如此，可以通过多个冗余子陀螺结构加主体波动圆环形成了多加一的陀螺结构，从而能够实现信息冗余，当其中部分陀螺结构失效时，依然能够继续完成传感任务，有效提升了波动陀螺仪结构的环境适用性和可靠性。

Description

一种波动陀螺仪结构

技术领域

本申请涉及惯性导航技术领域，具体而言，涉及一种波动陀螺仪结构。

背景技术

陀螺仪是惯性导航系统的基础部件，其性能直接决定了惯性导航系统的可靠性与准确度，对惯性导航技术的发展起着至关重要的作用。基于MEMS(Micro Electro-Mechanical System，微机电系统)技术的微陀螺仪采用微纳批量制造技术加工，其成本、尺寸、功耗都很低，而且环境适应性、工作寿命、可靠性、集成度与传统技术相比有极大的提高，因而MEMS微陀螺已经成为近些年来MEMS技术广泛研究和应用开发的一个重要方向。

目前，常用的波动陀螺仪采用单谐振子结构，虽然结构加工简单，但受温度和外界环境影响大，而且缺乏信息冗余，在结构部分失效后便不能完成传感任务。

发明内容

本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种波动陀螺仪结构，以解决现有波动陀螺仪缺乏信息冗余，且在结构部分失效后便不能完成传感任务的问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

本申请实施例的一方面，提供一种波动陀螺仪结构，包括：基底、多个第一电极组、多个第二电极组以及中心键合于基底上的环形谐振子，环形谐振子包括主体波动圆环、位于主体波动圆环中心的主锚点结构以及连接于主锚点结构和主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心旋转对称，主锚点结构键合于基底，多个第一电极组分别与多个冗余子陀螺结构一一对应且每个第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，第一内电极和第一外电极均设置于基底且第一内电极位于主体波动圆环的内侧，第一外电极位于主体波动圆环的外侧，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，以与环形谐振子配合形成第一电容器，多个第二电极组设置于基底且与多个冗余子陀螺结构一一对应，每个第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器。

可选的，环形谐振子还包括分别与多个冗余子陀螺结构一一对应的多个第一弹性振动梁以及多个第二弹性振动梁，每个冗余子陀螺结构的一端通过对应的第一弹性振动梁与主体波动圆环连接，每个冗余子陀螺结构的另一端通过对应的第二弹性振动梁与主锚点结构连接以使多个冗余子陀螺结构与主锚点结构呈放射状连接。

可选的，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心呈圆环分布。

可选的，多个第一弹性振动梁和多个第二弹性振动梁均一一对应的嵌设于多个第一内电极中，且第一内电极分别与对应的第一弹性振动梁和第二弹性振动梁具有间隙。

可选的，每个第一弹性振动梁和/或每个第二弹性振动梁均包括第一框架梁以及分别连接于第一框架梁相对两端的第一直梁和第二直梁，以使每个冗余子陀螺结构均通过第一直梁、第一框架梁和第二直梁与主体波动圆环和/或主锚点结构连接。

可选的，环形谐振子包括8个冗余子陀螺结构，相邻两个冗余子陀螺结构分别与主锚点结构连线的夹角为45度。

可选的，每个冗余子陀螺结构均包括冗余波动圆环、位于所述冗余波动圆环中心的冗余锚点结构以及连接于冗余波动圆环和冗余锚点结构之间的多个冗余弹性振动梁，冗余锚点结构键合于基底，且冗余波动圆环的相对两端分别与主体波动圆环和主锚点结构连接；每个第二电极组均包括多个设置于基底的第二内电极，第一内电极位于对应的冗余波动圆环的外侧，多个第二内电极位于对应的冗余波动圆环的内侧，第二内电极通过设置于所述基底上的金属线与第一内电极电连接，以与对应的冗余子陀螺结构配合形成第二电容器。

可选的，多个冗余弹性振动梁与冗余锚点结构呈放射状连接。

可选的，每个冗余弹性振动梁均包括第二框架梁以及分别连接于第二框架梁相对两端的第三直梁和第四直梁以使第二框架梁分别通过第三直梁与冗余波动圆环连接、通过第四直梁与冗余锚点结构连接。

可选的，每个冗余子陀螺结构包括8个冗余弹性振动梁，相邻两个冗余弹性振动梁之间的夹角为45度。

本申请的有益效果包括：

本申请提供了一种波动陀螺仪结构，包括：基底、多个第一电极组、多个第二电极组以及中心键合于基底上的环形谐振子，环形谐振子包括主体波动圆环、位于主体波动圆环中心的主锚点结构以及连接于主锚点结构和主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个冗余子陀螺结构以主锚点结构为中心旋转对称，主锚点结构键合于基底，多个第一电极组分别与多个冗余子陀螺结构一一对应且每个第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，第一内电极和第一外电极均设置于基底且第一内电极位于主体波动圆环的内侧，第一外电极位于主体波动圆环的外侧，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，以与环形谐振子配合形成第一电容器，多个第二电极组设置于基底且与多个冗余子陀螺结构一一对应，每个第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器，如此，环形谐振子处于驱动模态振动过程中能够与多个冗余子陀螺结构的驱动模态同步，因此，多个冗余子陀螺结构不需要额外驱动，同时，也通过多个冗余子陀螺结构加主体波动圆环形成了多加一的陀螺结构，从而能够实现信息冗余，当其中部分陀螺结构失效时，依然能够继续完成传感任务，有效提升了波动陀螺仪结构的环境适用性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的爆炸图；

图3为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的环形谐振子的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的第一电极组的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的冗余子陀螺的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种波动陀螺仪结构的第一电极组和第二电极组的结构示意图。

图标：100-环形谐振子；101-主体波动圆环；102-主锚点结构；103-冗余子陀螺结构；1031-冗余波动圆环；1032-冗余锚点结构；1033-冗余弹性振动梁；1034-第四直梁；1035-第二框架梁；1036-第三直梁；104-第二弹性振动梁；105-第一弹性振动梁；106-第二直梁；107-第一框架梁；108-第二直梁；200-第一电极组；300-基底。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本申请的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例的一方面，提供一种波动陀螺仪结构，如图1和图2所示，包括：基底300、多个第一电极组200、多个第二电极组和环形谐振子100，其中，多个第一电极组200、多个第二电极组和环形谐振子100均设置于基底300上，且环形谐振子100的中心和基底300表面键合。

如图3所示，环形谐振子100包括主体波动圆环101、主锚点结构102和多个冗余子陀螺结构103，其中，主锚点结构102位于主体波动圆环101的中心处，且主锚点结构102键合于基底表面，多个冗余子陀螺结构103则位于主体波动圆环101和主锚点结构102之间，并且主锚点结构102通过多个冗余子陀螺结构103和主体波动圆环101连接，多个冗余子陀螺结构103以主锚点结构102为中心旋转对称。

如图4所示，多个第一电极组200均设置于基底上，且多个第一电极组200分别与多个冗余子陀螺结构103一一对应，换言之，第一电极组200的数量与冗余子陀螺结构103的数量相等，且一个第一电极组200对应一个冗余子陀螺结构103。每个第一电极组200均包括相互对应匹配的一个第一内电极和一个第一外电极，其中，第一内电极位于主体波动圆环101的内侧，第一外电极则位于主体波动圆环101的外侧，第一内电极通过设置于基底上的金属线与第一外电极电连接，如此，第一内电极可以与环形谐振子100配合形成第一电容器，第一外电极也可以与环形谐振子100配合形成第一电容器，换言之，当第一电极组200的数量为N时，第一电容器的数量则为2N。例如图4所示，冗余子陀螺结构103包括8个，第一电极组为8组，第一内电极E1与第一外电极M1形成一组第一电极组200，第一内电极E2与第一外电极M2形成一组第一电极组200，第一内电极E3与第一外电极M3形成一组第一电极组200，第一内电极E4与第一外电极M4形成一组第一电极组200，第一内电极E5与第一外电极M5形成一组第一电极组200，第一内电极E6与第一外电极M6形成一组第一电极组200，第一内电极E7与第一外电极M7形成一组第一电极组200，第一内电极E8与第一外电极M8形成一组第一电极组200，其中，第一内电极E1至第一内电极E8分别与环形谐振子100配合形成8个第一电容器，同理，第一外电极M1至第一外电极M8也分别与环形谐振子100配合形成8个第一电容器。

多个第二电极组分别和多个冗余子陀螺结构一一对应，多个第二电极组也与多个第一电极组的第一内电极一一对应，即一个冗余子陀螺结构对应一个第一内电极和一个第二电极组，从而使得每个第二电极组和每个第一内电极都能够配合对应的冗余子陀螺结构形成第二电容器。

在实际工作时，本申请的波动陀螺仪结构是多个组成阵列结构同时进行工作，以下将进行说明：

当环形谐振子100处于驱动模态振动过程中，由于其与多个冗余子陀螺结构103直接连接，因此，多个冗余子陀螺结构103能够通过形变满足环形谐振子100的运动需要，换言之，环形谐振子100处于驱动模态振动过程中能够与多个冗余子陀螺结构103的驱动模态同步，因此，多个冗余子陀螺结构103不需要额外驱动(也可以在自身驱动电容的基础上进行驱动信息叠加，使多个冗余子陀螺结构103驱动更为稳定)，同时，也通过多个冗余子陀螺结构103加主体波动圆环101形成了多加一的陀螺结构，从而能够实现信息冗余，当其中部分陀螺结构失效时，依然能够继续完成传感任务，有效提升了波动陀螺仪结构的环境适用性和可靠性。当波动陀螺仪有角速度输入时，其处于激发状态(结构的敏感轴垂直穿过波动陀螺仪结构的主锚点结构102，可以给波动陀螺仪结构施加驱动力，以使波动陀螺仪结构在驱动模态下进行振动)，这时，波动陀螺仪结构工作在谐振频率时，波动陀螺仪结构的主体波动圆环101和多个冗余子陀螺结构103将发生一定角度的运动，进而引发第一电容器和第二电容器的电容变化，从而测得波动陀螺仪结构的角速度。

可选的，如图3所示，环形谐振子100还包括多个第一弹性振动梁105和多个第二弹性振动梁104，其中，第一弹性振动梁105和冗余子陀螺结构103数量一致且一一对应，第二弹性振动梁104和冗余子陀螺结构103数量一致且一一对应，如此，可以使得一个冗余子陀螺结构103、一个第一弹性振动梁105和一个第二弹性振动梁104组成一组连接梁，使得每个冗余子陀螺结构103的一端可以通过对应的第一弹性振动梁105与主体波动圆环101连接，每个冗余子陀螺结构103的另一端则可以通过对应的第二弹性振动梁104与主锚点结构102连接，如此，使得多组连接梁以主锚点结构102为中心呈放射状设置，即多个冗余子陀螺结构103也以主锚点结构102为中心呈放射状分布，并且相邻两个冗余子陀螺结构103所在直线(直线过主锚点结构102)之间的夹角相等，实现在主体波动圆环101的驱动模态在工作过程中，每组连接梁均通过形变满足主体波动圆环101的运动需要。例如图3所示，环形谐振子100包括8个冗余子陀螺结构103、8个第一弹性振动梁105和8个第二弹性振动梁104，从而形成8组连接梁，实现主锚点结构102分别通过8组连接梁与主体波动圆环101的连接。

可选的，如图2所示，由多个冗余子陀螺结构103、多个第一弹性振动梁105和多个第二弹性振动梁104形成的多组连接梁的数量与第一内电极的数量相等，如此，可以使得每组连接梁内的第一弹性振动梁105和第二弹性振动梁104均以嵌设的方式设置于对应的第一内电极中，从而将第一内电极分为多个小块，同时，在第一内电极与嵌入该第一内电极中的第一弹性振动梁105和第二弹性振动梁104之间均具有间隙，主体波动圆环101与各第一外电极和各第一内电极之间也具有间隙，从而能够利用空气作为介质形成第一电容器。同理，冗余子陀螺结构也嵌入对应的第一内电极和对应的第二电极组中，并且冗余子陀螺结构分别与对应的第一内电极和对应的第二电极组之间也具有间隙，从而能够利用空气作为介质分别形成第二电容器。

如图3所示，多个冗余子陀螺结构103以主锚点结构102为中心呈圆环分布，使得每个冗余子陀螺结构103分别与主体波动圆环101和主锚点结构102之间的距离相同，从而降低各个冗余子陀螺结构103的差异化，在主体波动圆环101处于驱动模态振动过程中能够与多个冗余子陀螺结构103的驱动模态完全同步的基础上，使得各个冗余子陀螺结构103的驱动模态也相同。

在一些实施方式中，如图3所示，环形谐振子100包括8个冗余子陀螺结构103，相邻两个冗余子陀螺结构103分别与主锚点结构102连线的夹角为45度，换言之，以其中一个冗余子陀螺作为0度方向，剩余冗余子陀螺结构103依次沿顺时针或逆时针方向分布于45度、90度、135度、180度、225度、270度、315度方向，如此，在8个冗余子陀螺结构103分别以主锚点结构102为中心呈圆环分布且主体波动圆环101在静电力作用下沿0度、90度、180度和270度做四波腹波动振动时，同样可以使得位于0度、90度、180度和270度上的冗余子陀螺结构103做四波腹波动振动，实现主体波动圆环101和4个冗余子陀螺结构103的驱动模态完全同步。当有角速度输入时，主体波动圆环101检测模态为45度、135度、225度和315度方向，且检测模态采用检测闭环的方式保证位移为0，分布在主体波动圆环101度、135度、225度和315度四个方向的冗余子陀螺结构103主要用于产生刚度，与分布在主体波动圆环101的0°、90°、180°和270°四个方向的冗余陀螺匹配，保证波动陀螺仪结构处在旋转对称状态以至于主体波动圆环101驱动模态和检测模态的谐振频率相等，提升陀主体波动圆环101的机械灵敏度。此外，本申请中的位于0度、90度、180度和270度上的冗余子陀螺结构103和主体波动圆环101均采用检测闭环的工作方式，使得检测模态方向上没有位移，大大提高了陀螺阵列的线性度和可靠性。

在一些实施方式中，请参照图1至图4所示，第一电极组200的数量为8组，其中，两组第一电极组200可以作为驱动组，两组第一电极组200可以作为驱动检测组，两组第一电极组200可以作为检测组，两组第一电极组200可以作为检测反馈组；驱动组、检测反馈组、驱动检测组和检测组呈交替排布，且两两之间的夹角均相等。

在实际工作时，驱动组的两组第一电极组200置于主体波动圆环101的0度和180度的方位上，驱动检测组的两组第一电极组200置于主体波动圆环101的90度和270度的方位上，检测组的两组第一电极组200置于主体波动圆环101的45度和225度的方位上，检测反馈组的两组第一电极组200置于主体波动圆环101的135度和315度的方位上。当对波动陀螺仪结构进行供电且没有角速度输入时，波动陀螺仪结构会在驱动组施加的交流信号的作用下给主体波动圆环101施加驱动力，使得主体波动圆环101呈现椭圆(长轴沿0度和180度方向)、圆、椭圆(长轴沿90度和270度方向)三种形式的振动。驱动检测组与驱动组可以形成闭环使主体波动圆环101稳定的振动(不至于振动幅度时大时小)。当有角速度输入时，由于柯氏效应，波动陀螺仪结构的振动状态会变成椭圆(长轴沿45°方向)，此时检测组和检测反馈组会检测出输入的角速度。

可选的，如图3所示，每个第一弹性振动梁105和/或每个第二弹性振动梁104均包括第一框架梁107以及分别连接于第一框架梁107相对两端的第一直梁和第二直梁106，从而使得每个冗余子陀螺结构103在通过第一弹性振动梁105与主体波动圆环101连接时，可以通过冗余子陀螺结构103经第一直梁、第一框架梁107和第二直梁106与主体波动圆环101连接；使得每个冗余子陀螺结构103在通过第二弹性振动梁104与主体波动圆环101连接时，可以通过冗余子陀螺结构103经第一直梁、第一框架梁107和第二直梁106与主锚点结构102连接。

可选的，如图5所示，每个冗余子陀螺结构103均包括冗余波动圆环1031、冗余锚点结构1032以及连接于冗余波动圆环1031和冗余锚点结构1032之间的多个冗余弹性振动梁1033，冗余锚点结构1032位于冗余波动圆环1031中心处，冗余锚点结构1032键合于基底300，且冗余波动圆环1031的相对两端分别与主体波动圆环101和主锚点结构102连接。例如图5所示，冗余波动圆环1031和多个冗余弹性振动梁1033均以嵌入的方式设置于第二电极组中，冗余波动圆环1031的一端分别通过第一弹性振动梁105与主体波动圆环101连接、另一端通过第二弹性振动梁104与主锚点结构102连接，在需要冗余子陀螺结构103的冗余波动圆环1031在0度、90度、180度和270度做四波腹波动振动时，冗余弹性振动梁1033通过自身形变满足冗余波动圆环1031的运动需求。

如图4所示，在基底上设置多个第二电极组，第二电极组的数量与冗余子陀螺结构的数量相等，第二电极组包括多个第二内电极，即一个冗余子陀螺结构对应与其对应的第二电极组包括的多个第二内电极，多个第二内电极设置于基底，与冗余子陀螺结构对应的第二电极组所包括的多个第二内电极均位于该冗余子陀螺结构的冗余波动圆环的内侧，而与该冗余子陀螺结构对应的第一内电极则位于冗余波动圆环的外侧，并且，针对该冗余子陀螺结构来讲，位于内侧的多个第二内电极与位于外侧的第一内电极通过设置于基底上的金属线电连接，如此，第一内电极可以与其所对应的冗余子陀螺结构配合形成电容器，多个第二内电极也可以与其所对应的冗余子陀螺结构配合形成电容器。换言之，针对一个冗余子陀螺结构来讲，当位于该冗余子陀螺结构内侧的第二内电极的数量为N时，第二电容器的数量则为N+1。例如图5和图6所示，以第一内电极E3和第一外电极M3组成的第一电极组对应的冗余子陀螺结构103为例：如图5所示的该冗余子陀螺结构嵌入到图6所示的第一电极组中，其中，如图6所示，与该冗余子陀螺结构对应的第二电极组包括8个第二内电极，分别为第二内电极F1、第二内电极F2、第二内电极F3、第二内电极F4、第二内电极F5、第二内电极F6、第二内电极F7和第二内电极F8。第二内电极F1至第二内电极F8分别与冗余子陀螺结构103配合形成8个电容器，同理，第一内电极E3与该冗余子陀螺结构103配合形成1个电容器。

可选的，如图5所示，多个冗余弹性振动梁1033以冗余锚点结构1032为中心，呈放射状分布，并且相邻两个冗余弹性振动梁1033之间的夹角相等。例如图5所示，每个冗余子陀螺结构103包括8个冗余弹性振动梁1033，相邻两个冗余弹性振动梁1033之间的夹角为45度。

可选的，如图5所示，每个弹性振动梁均包括第二框架梁1035以及分别连接于第二框架梁1035相对两端的第三直梁1036和第四直梁1034，使得第二框架梁1035分别通过第三直梁1036与冗余波动圆环1031连接、通过第四直梁1034与冗余锚点结构1032连接，如此，在需要冗余子陀螺结构103的冗余波动圆环1031在0度、90度、180度和270度做四波腹波动振动时，第三直梁1036、第四直梁1034和第二框架梁1035可以通过自身形变满足冗余波动圆环1031的运动需求。

应当理解的是，本申请中的第一框架梁107和第二框架梁1035的形状为封闭的多边形，例如可以为菱形、六边形或者八边形等。主体波动圆环、第一弹性振动梁、冗余波动圆环、冗余弹性振动梁、第二弹性振动梁分别与基底300表面具有一定间隙。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种波动陀螺仪结构，其特征在于，包括：基底、多个第一电极组、多个第二电极组以及中心键合于所述基底上的环形谐振子，所述环形谐振子包括主体波动圆环、位于所述主体波动圆环中心的主锚点结构以及连接于所述主锚点结构和所述主体波动圆环之间的多个冗余子陀螺结构，多个所述冗余子陀螺结构以所述主锚点结构为中心旋转对称，所述主锚点结构键合于所述基底，多个所述第一电极组分别与多个所述冗余子陀螺结构一一对应且每个所述第一电极组均包括第一内电极和第一外电极，所述第一内电极和所述第一外电极均设置于所述基底且所述第一内电极位于所述主体波动圆环的内侧，所述第一外电极位于所述主体波动圆环的外侧，所述第一内电极通过设置于所述基底上的金属线与所述第一外电极电连接，以与所述环形谐振子配合形成第一电容器，所述多个第二电极组设置于所述基底且与所述多个冗余子陀螺结构一一对应，每个所述第二电极组和每个第一内电极用于配合对应的所述冗余子陀螺结构形成第二电容器；每个所述冗余子陀螺结构均包括冗余波动圆环、位于所述冗余波动圆环中心的冗余锚点结构以及连接于所述冗余波动圆环和所述冗余锚点结构之间的多个冗余弹性振动梁，所述冗余锚点结构键合于所述基底，且所述冗余波动圆环的相对两端分别与所述主体波动圆环和所述主锚点结构连接；每个所述第二电极组均包括多个设置于所述基底的第二内电极，所述第一内电极位于对应的所述冗余波动圆环的外侧，多个所述第二内电极位于对应的所述冗余波动圆环的内侧，所述第二内电极通过设置于所述基底上的金属线与所述第一内电极电连接，以与对应的所述冗余子陀螺结构配合形成第二电容器。

2.如权利要求1所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，所述环形谐振子还包括分别与所述多个冗余子陀螺结构一一对应的多个第一弹性振动梁以及多个第二弹性振动梁，每个所述冗余子陀螺结构的一端通过对应的所述第一弹性振动梁与所述主体波动圆环连接，每个所述冗余子陀螺结构的另一端通过对应的所述第二弹性振动梁与所述主锚点结构连接以使多个所述冗余子陀螺结构与所述主锚点结构呈放射状连接。

3.如权利要求2所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，多个所述冗余子陀螺结构以所述主锚点结构为中心呈圆环分布。

4.如权利要求2所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，多个所述第一弹性振动梁和多个所述第二弹性振动梁均一一对应的嵌设于多个所述第一内电极中，且所述第一内电极分别与对应的所述第一弹性振动梁和所述第二弹性振动梁具有间隙。

5.如权利要求2所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，每个所述第一弹性振动梁和/或每个所述第二弹性振动梁均包括第一框架梁以及分别连接于所述第一框架梁相对两端的第一直梁和第二直梁，以使每个所述冗余子陀螺结构均通过所述第一直梁、所述第一框架梁和所述第二直梁与所述主体波动圆环和/或所述主锚点结构连接。

6.如权利要求3所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，所述环形谐振子包括8个所述冗余子陀螺结构，相邻两个所述冗余子陀螺结构分别与所述主锚点结构连线的夹角为45度。

7.如权利要求1所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，多个所述冗余弹性振动梁与所述冗余锚点结构呈放射状连接。

8.如权利要求1所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，每个所述冗余弹性振动梁均包括第二框架梁以及分别连接于所述第二框架梁相对两端的第三直梁和第四直梁以使所述第二框架梁分别通过所述第三直梁与所述冗余波动圆环连接、通过所述第四直梁与所述冗余锚点结构连接。

9.如权利要求1所述的波动陀螺仪结构，其特征在于，每个所述冗余子陀螺结构包括8个所述冗余弹性振动梁，相邻两个所述冗余弹性振动梁之间的夹角为45度。

Images