一种单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪制造技术

本发明专利技术公开了一种单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪，其结构形式为四方全对称结构，主要包括驱动模块、驱动检测模块、航向角检测模块、俯仰角检测模块、横滚角检测模块以及相应的耦合折叠梁、工字型梁、T型梁、U型梁等组成部分。所设计四方全对称三轴硅微陀螺仪在每个方向上都具有相同的结构，四边的四个大框架通过对角处的耦合折叠梁实现连接支撑，这种对称的结构设计以及对角处的耦合连接保证了陀螺仪工作时的音叉效果。本发明专利技术的单片集成三轴硅微陀螺仪可以同时测量航向、俯仰、横滚三个方向的角速度，其中驱动检测模态与航向角检测模态同其他模态之间实现了解耦。

【技术实现步骤摘要】
一种单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪
本专利技术涉及微机电陀螺仪领域，特别是一种单片集成全对称三轴硅微机械音叉式陀螺仪。
技术介绍
陀螺仪是一种重要的惯性传感器，它可以实现角速度的测量。目前在高精度应用领域，已经发展比较成熟传统陀螺仪更具有性能优势，而在中低精度领域，硅微机械陀螺仪则已逐渐取而代之。与传统陀螺仪相比，硅微机械陀螺仪具有体积小，重量轻，成本低，可靠性高，功耗小，可批量生产等优点，可广泛用于航空、汽车、医疗、摄影、电子消费等领域，具有广阔的应用前景。然而，目前在陀螺仪研究应用上较为广泛的是单轴陀螺仪，它只能检测一个方向的角速度输入，而三轴陀螺仪则可以同时敏感三个方向的角速度输入，能够进一步扩大陀螺仪的应用范围。在三轴陀螺仪的研制方面，AD公司、利顿公司等已经有了商业级的产品问世，但其较多三轴陀螺仪产品并非单片集成，而是由三个单轴陀螺仪组装而成，由于存在着安装偏心等问题，这种形式的三轴陀螺仪难以达到较高精度，目前已经到了进一步提高的瓶颈期。在单片集成三轴陀螺仪研制上，意法半导体公司推出了一款单片集成的三轴陀螺仪产品，其结构尺寸仅为3.2×3.2毫米，但是它并没有实现各驱动、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪，其特征在于：包括衬底和位于衬底上的驱动模块、驱动检测模块、航向角检测模块、俯仰角检测模块、横滚角检测模块、正方形大框架和耦合折叠梁；正方形大框架有四件，两两相对设置且构成四方对称结构，四件正方形大框架通过耦合折叠梁连为一体，耦合折叠梁固定在衬底上；驱动模块有四件，分别连接在四件正方形大框架的内边上，内边指两两相对设置的正方形大框架内侧的边；驱动检测模块有四件，分别连接在四件正方形大框架的外边上，外边指同一正方形大框架上与内边相对的边；航向角检测模块有八件，分别两两对称地连接在四个正方形大框架的两侧；俯仰角检测模块有两件，分别置于一对相对设置的两件正方形大框...

【技术特征摘要】
1.一种单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪，其特征在于：包括衬底和位于衬底上的驱动模块、驱动检测模块、航向角检测模块、俯仰角检测模块、横滚角检测模块、正方形大框架和耦合折叠梁；正方形大框架有四件，两两相对设置且构成四方对称结构，四件正方形大框架通过耦合折叠梁连为一体，耦合折叠梁固定在衬底上；驱动模块有四件，分别连接在四件正方形大框架的内边上，内边指两两相对设置的正方形大框架内侧的边；驱动检测模块有四件，分别连接在四件正方形大框架的外边上，外边指同一正方形大框架上与内边相对的边；航向角检测模块有八件，分别两两对称地连接在四个正方形大框架的两侧；俯仰角检测模块有两件，分别置于一对相对设置的两件正方形大框架内部，横滚角检测模块有两件，分别置于另一对相对设置的两件正方形大框架内部，俯仰角检测部分与横滚角检测部分结构相同；每个驱动模块包括连接于衬底之上的固定驱动梳齿和连接在正方形大框架内边上的可动驱动梳齿，固定驱动梳齿和可动驱动梳齿构成变面积式电容检测；四件驱动部分的固定驱动梳齿通过电极引线连接在一起；可动驱动梳齿通过T型折叠梁与正方形大框架内边相连，可动驱动梳齿还通过带固定锚点的U型折叠梁固定在衬底上。2.如权利要求1所述的单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪，其特征在于：为四方全对称结构；耦合折叠梁有四件，分别将相邻的两正方形大框架连为一体。3.如权利要求1或2所述的单片集成全对称三轴硅微音叉陀螺仪，其特征在于：驱动检测模块包括：与正方形大框架的外边相连的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏敦柱，孔伦，虞成，胡异炜，倪佩圳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32