抗环境振动影响的微机械陀螺仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪，包括第一结构、第二结构和耦合梁，第一结构和第二结构通过耦合梁连接且关于耦合梁对称，耦合梁仅允许第一结构和第二结构反向运动；第一结构包括第一框架、第一驱动质量块、第二驱动质量块、第一驱动耦合梁、第一梳齿驱动电极、第一梳齿检测电极、第一支撑梁和第二支撑梁；第二结构包括第二框架、第三驱动质量块、第四驱动质量块、第二驱动耦合梁、第二梳齿驱动电极、第二梳齿检测电极、第三支撑梁和第四支撑梁。本实用新型专利技术微机械陀螺仪可抑制线振动和角振动的影响。

【技术实现步骤摘要】
抗环境振动影响的微机械陀螺仪
本技术涉及微机械陀螺仪
，特别地，涉及一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪。
技术介绍
微机械陀螺仪是基于科氏力原理工作，如图1所示。质量块在驱动力的作用下在X方向上运动(振动)。但外界有角速度时，质量块受到Y方向的科氏力作用，使得质量块在Y方向运动(振动)。质量块在Y方向的位移与角速度成正比，通过检测质量块的位移即可得到角速度。但是，微机械陀螺仪在实际应用中，常常受到环境振动的影响，这是因为环境振动的加速度同样可以引起质量块在检测方向上运动，从而干扰正常的角速度信号。为抑制环境振动的影响，现在比较常见的设计是采用音叉或者双音叉(四质量块)结构，然后采用差分检测电容的方法。这种方法在一定程度上可以减小环境振动的影响，但是存在以下缺点：首先，这种方法没有消除振动引起的检测位移，导致检测电容变化的非线性非常严重，会引起交调效应；其次，该方法的效果一定程度上取决于差分电容的匹配是否良好，对加工工艺提出了较高要求，不利于提高产品的良率和降低产品的成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术提供了一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪，包括：第一结构(1)、第二结构(2)和耦合梁(3)；第一结构(1)和第二结构(2)通过耦合梁(3)连接且关于耦合梁(3)对称，耦合梁(3)仅允许第一结构(1)和第二结构(2)反向运动；第一结构(1)包括第一框架(11)、第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一梳齿检测电极(16)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)；其中，第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)均设于第一框架(11)内；第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)通过第一驱动耦合梁(14)连接且关于第一驱动耦合梁(14)对称，第一驱动耦合梁(14)促使第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)等位移反向运动；第一梳齿驱动电极(15)分布于第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)四周，第一梳齿检测电极(16)分布于第一框架(11)四周；第一支撑梁(17)用来连接衬底与第一框架(11)；第二支撑梁(18)用来将第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)与第一框架(11)连接；第二结构(2)包括第二框架(21)、第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第二梳齿检测电极(26)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)；其中，第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)设于第二框架(21)内；第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)通过第二驱动耦合梁(24)连接且关于第二驱动耦合梁(24)对称，第二驱动耦合梁(24)促使第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)等位移反向运动；第二梳齿驱动电极(25)分布于第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)四周，第二梳齿检测电极(26)分布于第二框架(21)四周；第三支撑梁(27)用来连接衬底与第二框架(21)；第四支撑梁(28)用来将第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)与第二框架(21)连接。进一步的，所述的第一支撑梁(17)有4组，分别设置于第一框架(11)四侧壁，4组第一支撑梁(17)均一端连接第一框架(11)，另一端连接衬底；且，所述的第三支撑梁(27)也有4组，分别设置于第二框架(21)四侧壁，4组第三支撑梁(27)均一端连接第二框架(21)，另一端连接衬底。进一步的，所述的第二支撑梁(18)有8组，其中4组用来连接第一驱动质量块(12)和第一框架(11)，另外4组用来连接第二驱动质量块(13)和第一框架(11)；且，所述的第四支撑梁(28)也有8组，其中4组用来连接第三驱动质量块(22)和第二框架(21)，另外4组用来连接第四驱动质量块(23)和第二框架(21)。和现有技术相比，本技术微机械陀螺仪具有如下特点：(1)有角速度输入时，左右两对称结构内部的两个驱动质量块受到反方向科氏力作用，使得框架受到力矩作用发生运动，框架的运动转换为检测电极的电容变化，实现角速度检测。(2)受到线振动作用时，左右两对称结构内部的两个驱动质量块受到同方向惯性力作用，使得框架受到的力矩为零，框架不能发生运动，实现线振动影响的抑制。(3)受到角振动作用时，左右两对称结构的框架受到的惯性力矩的方向相同，有同向运动的趋势，由于耦合梁作用，框架的同向运动受到抑制，实现角振动影响的抑制。附图说明图1是传统的微机械陀螺仪工作原理示意图；图2是本技术微机械陀螺仪的结构示意图；图3是本技术微机械陀螺仪正常工作下质量块的运动示意图，其中，图(a)为顺时针角速度输入时质量块的运动示意图，图(b)为逆时针角速度输入时质量块的运动示意图；图4是本技术微机械陀螺仪在角振动下质量块的运动示意图，其中，图(a)为顺时针角速度输入时质量块的运动示意图，图(b)为逆时针角速度输入时质量块的运动示意图。图中，1-第一结构，11-第一框架，12-第一驱动质量块，13-第二驱动质量块，14-第一驱动耦合梁，15-第一梳齿驱动电极，16-第一梳齿检测电极，17-第一支撑梁，18-第二支撑梁，2-第二结构，21-第二框架，22-第三驱动质量块，23-第四驱动质量块，24-第二驱动耦合梁，25-第二梳齿驱动电极，26-第二梳齿检测电极，27-第三支撑梁，28-第四支撑梁，3-耦合梁。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案做进一步说明。本技术微机械陀螺仪结构见图2，由左右完全对称的第一结构1和第二结构2组成，耦合梁3连接第一结构1和第二结构，第一结构1和第二结构2关于耦合梁3对称。第一结构1由第一框架11、第一驱动质量块12、第二驱动质量块13、第一驱动耦合梁14、第一梳齿驱动电极15、第一梳齿检测电极16、第一支撑梁17和第二支撑梁18构成。其中，第一驱动质量块12、第二驱动质量块13、第一驱动耦合梁14、第一梳齿驱动电极15、第一支撑梁17和第二支撑梁18设于第一框架11内。第一驱动质量块12和第二驱动质量块13通过第一驱动耦合梁14连接且关于第一驱动耦合梁14对称，第一驱动耦合梁14促使第一驱动质量块12和第二驱动质量块13等位移反向运动。第一梳齿驱动电极15分布于第一驱动质量块12和第二驱动质量块13四周，第一梳齿检测电极16分布于第一框架11四周。第一支撑梁17用来连接衬底与第一框架11；第二支撑梁18用来将第一驱动质量块12、第二驱动质量块13与第一框架11连接。第一结构2由第二框架21、第三驱动质量块22、第四驱动质量块23、第二驱动耦合梁24、第二梳齿驱动电极25、第二梳齿检测电极26、第三支撑梁27和第四支撑梁28构成。其中，第三驱动质量块22、第四驱动质量块23、第二驱动耦合梁24、第二梳齿驱动电极25、第三支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪，其特征是，包括：第一结构(1)、第二结构(2)和耦合梁(3)；第一结构(1)和第二结构(2)通过耦合梁(3)连接且关于耦合梁(3)对称，耦合梁(3)仅允许第一结构(1)和第二结构(2)反向运动；第一结构(1)包括第一框架(11)、第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一梳齿检测电极(16)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)；其中，第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)均设于第一框架(11)内；第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)通过第一驱动耦合梁(14)连接且关于第一驱动耦合梁(14)对称，第一驱动耦合梁(14)促使第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)等位移反向运动；第一梳齿驱动电极(15)分布于第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)四周，第一梳齿检测电极(16)分布于第一框架(11)四周；第一支撑梁(17)用来连接衬底与第一框架(11)；第二支撑梁(18)用来将第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)与第一框架(11)连接；第二结构(2)包括第二框架(21)、第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第二梳齿检测电极(26)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)；其中，第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)设于第二框架(21)内；第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)通过第二驱动耦合梁(24)连接且关于第二驱动耦合梁(24)对称，第二驱动耦合梁(24)促使第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)等位移反向运动；第二梳齿驱动电极(25)分布于第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)四周，第二梳齿检测电极(26)分布于第二框架(21)四周；第三支撑梁(27)用来连接衬底与第二框架(21)；第四支撑梁(28)用来将第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)与第二框架(21)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪，其特征是，包括：第一结构(1)、第二结构(2)和耦合梁(3)；第一结构(1)和第二结构(2)通过耦合梁(3)连接且关于耦合梁(3)对称，耦合梁(3)仅允许第一结构(1)和第二结构(2)反向运动；第一结构(1)包括第一框架(11)、第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一梳齿检测电极(16)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)；其中，第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)均设于第一框架(11)内；第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)通过第一驱动耦合梁(14)连接且关于第一驱动耦合梁(14)对称，第一驱动耦合梁(14)促使第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)等位移反向运动；第一梳齿驱动电极(15)分布于第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)四周，第一梳齿检测电极(16)分布于第一框架(11)四周；第一支撑梁(17)用来连接衬底与第一框架(11)；第二支撑梁(18)用来将第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)与第一框架(11)连接；第二结构(2)包括第二框架(21)、第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第二梳齿检测电极(26)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)；其中，第三驱动质量块(22)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚婷，
申请(专利权)人：刘亚婷，
类型：新型
国别省市：四川,51