角速度传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种角速度传感器，该角速度传感器包括：第一质量体和第二质量体；第一框架，该第一框架设置在所述第一质量体和第二质量体的外侧以与所述第一质量体和第二质量体间隔；第一弹性件，该第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二弹性件，该第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二框架，该第二框架设置在所述第一框架的外侧；第三弹性件，该第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接；该第四弹性件在Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，其中，所述第一框架在Z轴方向的厚度小于所述第二框架在Z轴方向的厚度。

【技术实现步骤摘要】
角速度传感器相关申请的交叉引用本申请要求于2012年12月28日递交的韩国专利申请N0.10-2012-0157160的优选权，该申请名为“角速度传感器”(Angular Velocity Sensor),在此其全部内容通过引用合并至本申请中。
本专利技术涉及一种角速度传感器。
技术介绍
近来，角速度传感器在多种应用中使用，例如，军事上有人造卫星、导弹、无人飞机等，车辆中有气囊、电子稳定控制系统(ESC)、车辆用黑匣子等，以及，摄录像机防抖、手机或游戏机的动作感应、导航等。角速度传感器通常采用这样的结构:质量体附着于诸如薄膜的弹性基片，或其类似结构，以测量角速度。通过这样的结构，角速度传感器可以通过测量施加在所述质量体上的科里奥利力(Coriolis force)来计算角速度。 具体地，使用角速度传感器测量角速度的方案如下。首先，角速度可以通过科里奥利力“F=2m Ω X V”测量，其中“F”代表施加在所述质量体上的科里奥利力，“m”代表所述质量体的质量，“ Ω ”代表需要测量的角速度，以及“V”代表所述质量体的移动速度。其中，由于所述质量体的移动速度V和所述质量体的质量m为预先已知的值，因此角速度Ω可以通过检测施加在所述质量体上的科里奥利力(F)获得。同时，如在以下现有技术文件的专利文件中所公开的，根据现有技术的角速度传感器包括设置在薄膜(横隔板)上的压电材料以感应驱动质量体或所述质量体的位移。为了使用角速度传感器测量角速度，优选为使驱动模式的共振频率和感应模式的共振频率几乎彼此一致。然而，由形状、压力、物理性能等导致的微小的制造误差，会使所述驱动模式和所述感应模式发生非常大的干涉。因此，由于输出了明显大于角速度信号的噪音信号，限制了所述角速度的电路放大，使得所述角速度传感器的灵敏度变差，并且产生了取决于结构特征的空气阻尼，因此驱动位移受到限制。【现有技术文件】【专利文件】(专利文件I) US20110146404A1
技术实现思路
本专利技术致力于提供一种角速度传感器，该角速度传感器包括多个框架以各自产生质量体的驱动位移和感应位移，并且该角速度传感器包括弹性件以使得所述质量体仅在特定的方向是可移动的，从而消除驱动模式和感应模式之间的干涉，减少生产误差的影响，并且使由于结构特性而不可避免地产生的空气阻尼最小化，因此使驱动位移最大化，从而增加了感应灵敏度。根据本专利技术的优选实施方式，提供了一种角速度传感器，该角速度传感器包括:第一质量体和第二质量体；第一框架，该第一框架设置在所述第一质量体和第二质量体的外侧以与所述第一和第二质量体间隔；第一弹性件，该第一弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二弹性件，该第二弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二框架，该第二框架设置在所述第一框架的外侧以与所述第一框架间隔；第三弹性件，该第三弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接；以及第四弹性件，该第四弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，其中，所述第一质量体和第二质量体分别设置在所述第四弹性件的两侧，并且所述第一框架的厚度小于所述第二框架的厚度。所述第一质量体和第二质量体通过所述第一弹性件或所述第二弹性件可旋转地连接于所述第一框架，并且所述第一框架通过所述第三弹性件或所述第四弹性件可旋转地连接于所述第二框架。所述第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，并且所述第四弹性件在Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。所述第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，并且所述第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。所述第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，所述第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，所述第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，并且所述第四弹性件沿Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。所述第一质量体和第二质量体可以包括第一台阶部，该第一台阶部形成在所述第一质量体和第二质量体连接于所述第二弹性件的连接部处，并且所述第一台阶部为凹的，以向内形成台阶。所述第一台阶部可以形成为在所述第一质量体和第二质量体的一个方向和另一个方向上彼此对称。所述第一质量体和第二质量体可以包括第二台阶部，该第二台阶部形成在所述第一质量体和第二质量体连接于所述第一弹性件的连接部的侧部。所述第二台阶件可以形成为在所述第一质量体和第二质量体的一个方向和另一个方向上彼此对称。[0021 ] 所述第一框架在Z轴方向的厚度可以小于所述第一质量体和第二质量体在Z轴方向的厚度。所述第一弹性件在X轴方向的宽度大于在Z轴方向的厚度，所述第二弹性件在Z轴方向的厚度大于在Y轴方向的宽度，所述第三弹性件在Y轴方向的宽度大于在Z轴方向的厚度，并且所述第四弹性件在Z轴方向的厚度大于在X轴方向的宽度。所述第一质量体和第二质量体可以相对于所述第一框架基于X轴旋转。所述第一框架可以相对于所述第二框架基于Y轴旋转。在所述第一弹性件中可以产生弯曲应力，在所述第二弹性件中可以产生扭转应力。在所述第三弹性件中可以产生弯曲应力，在所述第四弹性件中可以产生扭转应力。所述第二弹性件基于Z轴方向设置在所述第一质量体和第二质量体的重心之上。所述第二弹性件基于X轴方向设置在与所述第一质量体和第二质量体的重心对应的位置。所述角速度传感器还可以包括第一感应单元，该第一感应单元设置在所述第一弹性件上以感应所述第一和第二质量体的位移，其中，所述第一感应单元感应所述第一质量体和第二质量体基于X轴旋转时产生的位移。所述角速度传感器还包括可以第一驱动单元，该第一驱动单元设置在所述第三弹性件上以驱动所述第一框架，其中，所述第一驱动单元驱动所述第一框架以使所述第一框架基于Y轴旋转。所述角速度传感器还可以包括第一支撑件，该第一支撑件设置在所述第一质量体和第二质量体之间以沿Y轴方向平移所述第一框架，其中，所述第一支撑件在Z轴方向的厚度与所述第一框架在Z轴方向的厚度相同。所述第二弹性件可以形成为扭力杆形状，并且所述第四弹性件可以形成为扭力杆形状。所述第一质量体和第二质量体可以设置为彼此平行。所述角速度传感器还可以包括:第三质量体和第四质量体，该第三质量体和第四质量体分别设置为与所述第一质量体和第二质量体垂直；第三框架，该第三框架设置在所述第三质量体和第四质量体的外侧以与所述第三质量体和第四质量体间隔；第五弹性件，该第五弹性件将所述第三质量体和第四质量体分别连接于所述第三框架；第六弹性件，该第六弹性件将所述第三质量体和第四质量体分别连接于所述第三框架；第四框架，该第四框架设置在所述第三框架的外侧以与所述第三框架间隔；第七弹性件，该第七弹性件将所述第三框架和所述第四框架彼此连接；以及第八弹性件，该第八弹性件将所述第三框架和所述第四框架彼此连接，其中，所述第三质量体和第四质量体分别设置在所述第八弹性件的两侧，并且所述第四框架设置在所述第二框架的一侧，并且所述第三框架在Z轴方向的厚度小于所述第四框架在Z轴方向的厚度。所述第三质量体和第四质量体可以包括第一台阶部，该第一台阶部形成在所述第三质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种角速度传感器，该角速度传感器包括：第一质量体和第二质量体；第一框架，该第一框架设置在所述第一质量体和第二质量体的外侧，以与所述第一质量体和第二质量体间隔；第一弹性件，该第一弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二弹性件，该第二弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架；第二框架，该第二框架设置在所述第一框架的外侧以与所述第一框架间隔；第三弹性件，该第三弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接；以及第四弹性件，该第四弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，其中，所述第一质量体和第二质量体分别设置在所述第四弹性件的两侧，并且所述第一框架的厚度小于所述第二框架的厚度。

【技术特征摘要】
2012.12.28 KR 10-2012-01571601.一种角速度传感器，该角速度传感器包括: 第一质量体和第二质量体； 第一框架，该第一框架设置在所述第一质量体和第二质量体的外侧，以与所述第一质量体和第二质量体间隔； 第一弹性件，该第一弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架； 第二弹性件，该第二弹性件将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架； 第二框架，该第二框架设置在所述第一框架的外侧以与所述第一框架间隔； 第三弹性件，该第三弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接；以及 第四弹性件，该第四弹性件将所述第一框架和所述第二框架彼此连接， 其中，所述第一质量体和第二质量体分别设置在所述第四弹性件的两侧，并且所述第一框架的厚度小于所述第二框架的厚度。2.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一质量体和第二质量体通过所述第一弹性件或所述第二弹性件可旋转地连接于所述第一框架，并且 所述第一框架通过所述第三弹性件或所述第四弹性件可旋转地连接于所述第二框架。3.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，并且所述第四弹性件在Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。4.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架，并且所述第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。5.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一弹性件在Y轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架， 所述第二弹性件在X轴方向将所述第一质量体和第二质量体分别连接于所述第一框架， 所述第三弹性件在X轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接，并且 所述第四弹性件在Y轴方向将所述第一框架和所述第二框架彼此连接。6.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一质量体和第二质量体包括第一台阶部，该第一台阶部形成在所述第一质量体和第二质量体连接于所述第二弹性件的连接部处，并且所述第一台阶部为凹的，以向内形成台阶。7.根据权利要求6所述的角速度传感器，其中，所述第一台阶部形成为在所述第一质量体和第二质量体的一个方向和另一个方向上彼此对称。8.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一质量体和第二质量体包括第二台阶部，该第二台阶部形成在所述第一质量体和第二质量体连接于所述第一弹性件的连接部的侧部。9.根据权利要求8所述的角速度传感器，其中，所述第二台阶部形成为在所述第一质量体和第二质量体的一个方向和另一个方向上彼此对称。10.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一框架在Z轴方向的厚度小于所述第一质量体和第二质量体在Z轴方向的厚度。11.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一弹性件在X轴方向的宽度大于在Z轴方向的厚度， 所述第二弹性件在Z轴方向的厚度大于在Y轴方向的宽度， 所述第三弹性件在Y轴方向的宽度大于在Z轴方向的厚度，并且 所述第四弹性件在Z轴方向的厚度大于在X轴方向的宽度。12.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一质量体和第二质量体相对于所述第一框架基于X轴旋转。13.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第一框架相对于所述第二框架基于Y轴旋转。14.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，在所述第一弹性件中产生弯曲应力，在所述第二弹性件中产生扭转应力。15.根据权利要求11所述的角速度传感器，其中，在所述第三弹性件中产生弯曲应力，在所述第四弹性件中产生扭转应力。16.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第二弹性件基于Z轴方向设置在所述第一质量体和第二质量体的重心之上。17.根据权利要求1所述的角速度传感器，其中，所述第二弹性件基于X轴方向设置在与所述第一质量体和第二质量体的重心对应的位置。18.根据权利要求11所述的角速度传感器，该角速度传感器还包括第一感应单元，该第一感应单元设置在所述第一弹性件上以感应所述第一质量体和第二质量体的位移， 其中，所述第一感应单元感应当所述第一质量体和第二质量体基于X轴旋转时产生的位移。19.根据权利要求11所述的角速度传感器，该角速度传感器还包括第一驱动单元，该第一驱动单元设置在所述第三弹性件上，以驱动所述第一框架， 其中，所述第一驱动单...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟云，林俊，李在昌，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR