带过载保护机构的微机电陀螺仪制造技术

本发明专利技术公开了一种带过载保护机构的微机电陀螺仪，包括：陀螺仪本体，设有限位槽；控制块，设有与所述限位槽适配的限位闩；所述陀螺仪本体处于工作状态时，所述限位闩与限位槽无交叠；所述陀螺仪本体处于非工作状态时，所述限位闩与限位槽存在交叠；所述限位闩与限位槽存在交叠时，限位闩与限位槽的侧壁之间存在间隙。本发明专利技术中，陀螺仪非工作状态时控制块上的限位闩和驱动质量上的限位槽有一定的交叠长度，在陀螺仪承受第一轴线过载时，驱动质量的运动幅度会受到限位闩的限制，限制值可以配置为显著小于驱动位移的数值，从而达到提高抗过载能力的目的。

Microelectromechanical gyroscope with overload protection mechanism

The invention discloses a microelectromechanical gyroscope with overload protection mechanism, which includes: a gyroscope body with a limit slot; a control block with a limit latch adapted to the limit slot; when the gyroscope body is in working state, the limit latch and the limit slot do not overlap; when the gyroscope body is in non-working state, the limit latch and the limit slot overlap; When the limit latch and the limit slot overlap, there is a gap between the limit latch and the side wall of the limit slot. In the present invention, the limit latch on the control block and the limit slot on the drive quality have certain overlapping length when the gyroscope is not working. When the gyroscope is overloaded by the first axis, the motion range of the drive quality will be limited by the limit latch. The limit value can be configured to be significantly smaller than the value of the drive displacement, so as to improve the anti-overload ability.

【技术实现步骤摘要】
带过载保护机构的微机电陀螺仪
本专利技术涉及微机电陀螺仪
，特别是涉及一种带过载保护机构的微机电陀螺仪。
技术介绍
MEMS陀螺仪通常为振动陀螺仪，其工作原理基于科里奥利效应。当存在输入角速度时，检测质量会根据驱动质量的运动速度产生一定的位移，并通过一定的转换方式将信号读出。因此，可以通过增加驱动质量位移（也就是增加驱动速度）的方式提高陀螺仪的性能。陀螺仪在非工作的情况下可能发生跌落等形式的过载，尤其是智能弹药等开始工作前必定会发生一次大幅度冲击的应用场景。在不改变信号处理电路和加工工艺的情况下，增加驱动质量位移需要降低驱动弹簧的强度或者提高驱动质量块的质量（二者的目的都是降低驱动方向的谐振频率）。在驱动方向没有位移限制结构时，上述两种方式最终都会导致在过载时驱动弹簧的应力增大，从而发生断裂；在驱动方向有位移限制结构时，由于较大的驱动质量位移需要更大的运动空间，造成结构之间二次冲击问题更为严重，这也会降低器件的抗过载能力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带过载保护机构的微机电陀螺仪，通过控制块对陀螺仪本体进行限位，实现陀螺仪非工作状态下的高抗过载能力和工作状态下的大驱动位移。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：带过载保护机构的微机电陀螺仪，包括：陀螺仪本体，设有限位槽；控制块，设有与所述限位槽适配的限位闩；所述陀螺仪本体处于工作状态时，所述限位闩与限位槽无交叠；所述陀螺仪本体处于非工作状态时，所述限位闩与限位槽存在交叠；所述限位闩与限位槽存在交叠时，限位闩与限位槽的侧壁之间存在间隙。优选的，所述陀螺仪本体包括：驱动质量，设有限位槽；陀螺仪锚点，经驱动弹簧与驱动质量连接；第一梳齿静电驱动器，用于驱动所述驱动质量沿第一轴线正向运动；第二梳齿静电驱动器，用于驱动所述驱动质量沿第一轴线反向运动；检测质量，经检测弹簧与驱动质量连接。优选的，所述检测质量上设有两组检测电容，所述检测质量在哥氏力作用下沿与第一轴线垂直的第二轴线运动时，一组检测电容的电容值增加，另一组检测电容的电容值减小。优选的，所述陀螺仪本体还包括：驱动检测电极，用于检测驱动质量的运动状态。优选的，所述控制块包括：卡座；控制块质量，位于驱动质量和卡座之间，所述控制块质量上设有限位闩、以及与所述卡座适配的卡扣；控制块锚点，经控制块弹簧与控制块质量连接。优选的，所述控制块包括：卡座；绞支点；控制块质量，设有与所述卡座适配的卡扣；连杆，其第一端与控制块质量连接，第二端设有限位闩，所述连杆可转动地安装在绞支点上，以调整限位闩和限位槽之间的相对位置；控制块锚点，经控制块弹簧与控制块质量连接。优选的，所述控制块弹簧为折叠梁结构，和/或，位于控制块质量同一侧的两个控制块弹簧之间设有弹簧连杆。优选的，所述控制块包括：控制块质量，设有限位闩；静电驱动器，用于驱动控制块质量移动；控制块限位块，用于限制控制块质量的移动距离；控制块锚点，经控制块弹簧与控制块质量连接。优选的，所述控制块包括：连杆，其第一端设有限位闩；第一形变杆，其第一端连接有第一控制块锚点，第二端连接在连杆上；第二形变杆，其第一端连接有第二控制块锚点，第二端连接在连杆上；所述第一形变杆与第二形变杆不共线。优选的，所述微机电陀螺仪包括至少一个控制块，所述驱动质量上的至少一侧设有限位槽，所述控制块与限位槽一一对应配合。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术中，陀螺仪非工作状态时控制块上的限位闩和驱动质量上的限位槽有一定的交叠长度，在陀螺仪承受第一轴线过载时，驱动质量的运动幅度会受到限位闩的限制，限制值可以配置为显著小于驱动位移的数值，从而达到提高抗过载能力的目的；（2）驱动检测电极用于检测驱动质量的运动状态，可以实现驱动质量的闭环振动；（3）检测质量在哥氏力作用下沿第二轴线运动时，一组检测电容的电容值增加，另一组检测电容的电容值减小，形成差分电容检测，可以提供一定的共模抑制能力；（4）控制块质量同一侧的两个控制块弹簧之间设有弹簧连杆，可以提高控制弹簧在第一轴线的刚度，同时不会影响其在第二轴线的刚度。附图说明图1为本专利技术中陀螺仪的一种实施例的结构示意图；图2为本专利技术中控制块的一种实施例的结构示意图；图3为本专利技术中两个控制块弹簧之间设置弹簧连杆的结构示意图；图4为本专利技术中控制块的又一种实施例的结构示意图；图5为本专利技术中控制块的又一种实施例的结构示意图；图6为本专利技术中驱动质量四周设置有控制块时的结构示意图；图7为本专利技术中控制块的又一种实施例的结构示意图；图中，1—驱动质量，11—限位槽，12—陀螺仪锚点，13—第一梳齿静电驱动器，131—驱动电极，132—驱动定齿，133—驱动动齿，14—第二梳齿静电驱动器，15—驱动弹簧，16—驱动检测电极，161—电极本体，162—驱动检测定齿，163—驱动检测动齿，2—检测质量，21—检测弹簧，22—检测电极，23—检测定齿，24—检测动齿，3—控制块，31—控制块质量，311—限位闩，312—卡扣，313—控制块锚点，314—控制块弹簧，315—弹簧连杆，32—卡座，33—连杆，34—绞支点，341—形变杆锚点，342—绞支点弹簧，35—静电驱动器，351—控制块电极，352—控制块动齿，353—控制块定齿，36—控制块限位块，37—第一形变杆，38—第二形变杆。具体实施方式下面将结合实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参阅图1-7，本实施例提供了一种带过载保护机构的微机电陀螺仪：实施例一如图1所示，带过载保护机构的微机电陀螺仪，包括陀螺仪本体和控制块3，所述陀螺仪本体上设有限位槽11，所述控制块3上设有与所述限位槽11适配的限位闩311；所述陀螺仪本体处于工作状态时，所述限位闩311与限位槽11无交叠（即限位闩311与限位槽11分离，限位闩311位于限位槽11外）；所述陀螺仪本体处于非工作状态时，所述限位闩311与限位槽11存在交叠（即限位闩311有一部分结构位于限位槽11内）；所述限位闩311与限位槽11存在交叠时，限位闩311与限位槽11的侧壁之间存在间隙。由于陀螺仪本体处于非工作状态时，控制块3上的限位闩311与陀螺仪本体上的限位槽11存在一定长度的交叠，因此，在承受沿第一轴线（y轴）的过载时，陀螺仪本体的运动幅度会受到限位闩311的限制，限位闩311初始位于限位槽11中心时，限制值为限位槽11和限位闩311的宽度差的一半。若该限制值配置为小于驱动位移的数值时，可以有效提高抗过载能力。实施例二在实施例一方案的基础上，本实施例还包括：如图1所示，所述陀螺仪本体包括驱动质量1、陀螺仪锚点12、第一梳齿静电驱动器13、第二梳齿静电驱动器14、检测质量2、驱动弹簧15和检测弹簧21，所述驱动质量1上设有限位槽11，所述陀螺仪锚点12经驱动弹簧14与驱动质量1连接，所述第一梳齿静电驱动器13用于驱动所述驱动质量1沿第一轴线（y轴）正向运动，所述第二梳齿静电驱动器14用于驱动所述驱动质量1沿第一轴线（y轴）反向运动，所述检测质量2经检测弹簧21与驱动质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.带过载保护机构的微机电陀螺仪，其特征在于，包括：陀螺仪本体，设有限位槽（11）；控制块（3），设有与所述限位槽（11）适配的限位闩（311）；所述陀螺仪本体处于工作状态时，所述限位闩（311）与限位槽（11）无交叠；所述陀螺仪本体处于非工作状态时，所述限位闩（311）与限位槽（11）存在交叠；所述限位闩（311）与限位槽（11）存在交叠时，限位闩（311）与限位槽（11）的侧壁之间存在间隙。

【技术特征摘要】
1.带过载保护机构的微机电陀螺仪，其特征在于，包括：陀螺仪本体，设有限位槽（11）；控制块（3），设有与所述限位槽（11）适配的限位闩（311）；所述陀螺仪本体处于工作状态时，所述限位闩（311）与限位槽（11）无交叠；所述陀螺仪本体处于非工作状态时，所述限位闩（311）与限位槽（11）存在交叠；所述限位闩（311）与限位槽（11）存在交叠时，限位闩（311）与限位槽（11）的侧壁之间存在间隙。2.根据权利要求1所述的带过载保护机构的微机电陀螺仪，其特征在于，所述陀螺仪本体包括：驱动质量（1），设有限位槽（11）；陀螺仪锚点（12），经驱动弹簧（15）与驱动质量（1）连接；第一梳齿静电驱动器（13），用于驱动所述驱动质量（1）沿第一轴线正向运动；第二梳齿静电驱动器（14），用于驱动所述驱动质量（1）沿第一轴线反向运动；检测质量（2），经检测弹簧（21）与驱动质量（1）连接。3.根据权利要求2所述的带过载保护机构的微机电陀螺仪，其特征在于，所述检测质量（2）上设有两组检测电容，所述检测质量（2）在哥氏力作用下沿与第一轴线垂直的第二轴线运动时，一组检测电容的电容值增加，另一组检测电容的电容值减小。4.根据权利要求2所述的带过载保护机构的微机电陀螺仪，其特征在于，所述陀螺仪本体还包括：驱动检测电极（16），用于检测驱动质量（1）的运动状态。5.根据权利要求1所述的带过载保护机构的微机电陀螺仪，其特征在于，所述控制块（3）包括：卡座（32）；控制块质量（31），位于驱动质量（1）和卡座（32）之间，所述控制块质量（31）上设有限位闩（311）、以及与所述卡座（32）适配的卡扣（312）；控制块锚点（313），经控制块弹簧（314）与控制块质量（31）连接。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁冰，
申请(专利权)人：成都振芯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51