一种离面检测陀螺仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种离面检测陀螺仪，其包括：左框架结构，其位于中心点A左侧，其内定义有第一空间，其能够沿X轴进行谐振运动；右框架结构，其位于中心点A右侧，其内定义有第二空间，其能够沿X轴进行与左框架结构反向的谐振运动；左移动质量块，其位于左框架结构的第一空间，其通过第一倾斜挠性梁与左框架结构相连；左敏感质量块，其位于左框架结构的第一空间，其通过第一敏感挠性梁与左移动质量块相连；右移动质量块，其位于右框架结构的第二空间，其通过倾斜挠性梁与右框架结构相连；右敏感质量块，其位于右框架结构的第二空间，其通过第二敏感挠性梁与右移动质量块相连。与现有技术相比，本实用新型专利技术设计合理紧凑，可靠性好，检测精度高。检测精度高。检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种离面检测陀螺仪


[0001]本技术涉及微机械系统
，尤其涉及一种具有高检测精度的离面检测陀螺仪。

技术介绍

[0002]陀螺是用于测量角速率的传感器，是惯性技术的核心器件之一，在现代工业控制、航空航天、国防军事及消费电子等领域发挥着重要作用。
[0003]传统的离轴陀螺仪为单质量块结构，驱动时驱动框架带动敏感质量块运动，检测时，敏感质量块发生离面运动，用来检测X/Y轴角速率；常见的双框架结构陀螺仪多为面内检测，少有用来检测离轴角速率。参见中国专利技术专利CN109737943A和CN108507555A，均公开了一种双框架MEMS陀螺仪，公开的微陀螺结构设计精巧，驱动时沿X方向运动，当敏感到哥氏力时，敏感质量块沿Y方向运动，该结构主要用于检测面内Z轴角速率；继续参考中国专利技术专利 CN109059893A，主要公开了一个单片双轴陀螺仪，该结构设计巧妙，驱动时所述驱动模块会带动所述正方形框架和纵向条形X轴检测板沿Y轴发生运动，当敏感到X轴有角速率输入时，所述纵向条形X轴检测板沿Z轴发生运动，其通过X轴检测疏齿电容变化可得到X轴角速率；当敏感到Z轴有角速率输入时，所述正方形框架沿Y轴发生运动，其通过Z轴检测疏齿电容变化可得到Z轴角速率。但是，该陀螺仪结构离轴角速率检测精度较低。
[0004]因此，亟需提出一种新的技术方案来解决离轴陀螺仪检测精度低的问题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的之一在于提供一种离面检测陀螺仪，其采用双框架结构，一方面，其结构设计新颖，通过巧妙的倾斜挠性梁结构和质量块设计，实现了离轴角速率检测；另一方面，其设计合理紧凑，可靠性好，工艺简单，检测精度高。
[0006]根据本技术的一个方面，本技术提供一种离面检测陀螺仪，其包括：左框架结构，其位于中心点A的左侧，其内定义有第一空间，所述左框架结构能够沿X轴进行谐振运动；右框架结构，其位于所述中心点A的右侧，其内定义有第二空间，所述右框架结构与所述左框架结构平行且间隔预定距离，其能够沿X轴进行与所述左框架结构反向的谐振运动；左移动质量块，其位于所述左框架结构的第一空间内，其通过第一倾斜挠性梁与所述左框架结构相连；左敏感质量块，其位于所述左框架结构的第一空间内，其通过第一敏感挠性梁与所述左移动质量块相连；右移动质量块，其位于所述右框架结构的第二空间内，其通过第二倾斜挠性梁与所述右框架结构相连；右敏感质量块，其位于所述右框架结构的第二空间内，其通过第二敏感挠性梁与所述右移动质量块相连。
[0007]与现有技术相比，本技术设计的离面检测陀螺仪采用双框架结构，可用于X/Y轴角速率检测，框架结构内巧妙的设置了移动质量块、敏感质量块和挠性梁结构，驱动时移动质量块带动敏感质量块发生运动；检测时移动质量块发生倾斜(或离面倾斜)，敏感质量块可沿Z轴发生垂直上下运动(或离面运动)；挠性梁结构可将平面内运动转换为平面外运
动，从而使本技术设计的离面检测微陀螺结构设计合理紧凑，可靠性好，工艺简单，检测精度高。
【附图说明】
[0008]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0009]图1为本技术在一个实施例中的离面检测陀螺仪的整体结构示意图；
[0010]图2为本技术的图1所示的中心耦合梁的结构示意图；
[0011]图3为本技术中图1所示的三轴陀螺仪驱动状态时的示意图；
[0012]图4为本技术中图1所示的三轴陀螺仪Y轴检测时的示意图。
[0013]其中，1a
‑
左框架结构；1b
‑
右框架结构；
[0014]2a
‑
第一移动质量块；2b
‑
第二移动质量块；2c
‑
第三移动质量块；2d
‑
第四移动质量块；2e
‑
左敏感质量块；2f
‑
右敏感质量块；
[0015]3a
‑
第一驱动电极组；3b
‑
第二驱动电极组；3c
‑
第三驱动电极组；3d
‑
第四驱动电极组；3e
‑
第一敏感电极；3f
‑
第二敏感电极；
[0016]4a.1～4a.4
‑
左框架结构支撑梁；4a.5～4a.8
‑
右框架结构支撑梁；4b.1～4b.4第一倾斜挠性梁；4b.5～4b.8第二倾斜挠性梁；4c.1～4c.4
‑
第一敏感挠性梁；4c.5～4c.8
‑ꢀ
第二敏感挠性梁；4d
‑
中心耦合梁；
[0017]5a.1～5a.6
‑
框架结构锚点；5b
‑
中心耦合梁锚点；
[0018]耦合弹性梁210；耦合中间连接梁220；耦合支撑梁230；第一耦合端部连接梁240；第二耦合端部连接梁250。
【具体实施方式】
[0019]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0020]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
[0021]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0022]在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦接”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0023]针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种离面检测陀螺仪。请参考图1所示，其为本技术在一个实施例中的离面检测陀螺仪的整体结构示意图。
[0024]图1所示的离面检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离面检测陀螺仪，其特征在于，其包括：左框架结构，其位于中心点A的左侧，其内定义有第一空间，所述左框架结构能够沿X轴进行谐振运动；右框架结构，其位于所述中心点A的右侧，其内定义有第二空间，所述右框架结构与所述左框架结构平行且间隔预定距离，其能够沿X轴进行与所述左框架结构反向的谐振运动；左移动质量块，其位于所述左框架结构的第一空间内，其通过第一倾斜挠性梁与所述左框架结构相连；左敏感质量块，其位于所述左框架结构的第一空间内，其通过第一敏感挠性梁与所述左移动质量块相连；右移动质量块，其位于所述右框架结构的第二空间内，其通过第二倾斜挠性梁与所述右框架结构相连；右敏感质量块，其位于所述右框架结构的第二空间内，其通过第二敏感挠性梁与所述右移动质量块相连。2.根据权利要求1所述的离面检测陀螺仪，其特征在于，其还包括：中心耦合梁锚点，其位于所述左框架和右框架结构之间；中心耦合梁，其与所述中心耦合梁锚点相连，且所述中心耦合梁连接于所述左框架结构和右框架结构之间，所述中心耦合梁设置的促使所述左框架结构和右框架结构沿X轴反向运动，其中，X轴和Y轴相互垂直并且定义了所述离面检测陀螺仪所在的平面，Z轴垂直于X轴和Y轴所定义的平面，X轴沿左右方向，Y轴沿上下方向，坐标原点为所述中心点A。3.根据权利要求2所述的离面检测陀螺仪，其特征在于，其还包括：左框架结构锚点；左框架结构支撑梁，其连接于所述左框架结构锚点和所述左框架结构之间；右框架结构锚点；右框架结构支撑梁，其连接于所述右框架结构锚点和所述右框架结构之间；分别设置于所述左框架结构的上下两侧的第一驱动电极组和第二驱动电极组；分别设置于所述右框架结构的上下两侧的第三驱动电极组和第四驱动电极组；通过在所述第一驱动电极组和第二驱动电极组上施加驱动电压驱动所述左框架结构沿X轴进行谐振运动；通过在所述第三驱动电极组和第四驱动电极组上施加驱动电压驱动所述右框架结构沿X轴进行与所述左框架结构反向的谐振运动。4.根据权利要求3所述的离面检测陀螺仪，其特征在于，所述左框架结构锚点位于所述左框架结构的周围，所述左框架结构支撑梁位于所述左框架结构的周围，其中，每个左框架结构锚点通过对应的一个左框架结构支撑梁与所述左框架结构相连；所述右框架结构锚点位于所述右框架结构的周围，所述右框架结构支撑梁位于所述右框架结构的周围，其中，每个右框架结构锚点通过对应的一个右框架结构支撑梁与所述右框架结构相连。5.根据权利要求3所述的离面检测陀螺仪，其特征在于，
所述第一驱动电极组、第二驱动电极组、第三驱动电极组和第四驱动电极组固定设置于基底上；所述左框架结构和左框架结构支撑梁悬置于所述基底上方；所述右框架结构和右框架结构支撑梁悬置于所述基底上方；所述左框架结构锚点固定设置于基底上；所述右框架结构锚点固定设置于基底上；所述左移动质量块、右移动质量块、左敏感质量块和右敏感质量块悬置于所述基底上方；所述第一倾斜挠性梁、第二倾斜挠性梁、第一敏感挠性梁和第二敏感挠性梁悬置于所述基底上方；所述中心耦合梁锚点固定设置于所述基底上；中心耦合梁悬置于所述基底上方。6.根据权利要求2所述的离面检测陀螺仪，其特征在于，所述左移动质量块为两个，分别为第一移动质量块和第二移动质量块，其中，所述第一移动质量块位于所述左框架结构的第一空间内的上部，其通过所述第一倾斜挠性梁与所述左框架结构相连；所述第二移动质量块位于所述左框架结构的第一空间内的下部，其通过所述第一倾斜挠性梁与所述左框架结构相连；所述左敏感质量块通过所述第一敏感挠性梁连接于所述第一移动质量块和第二移动质量块之间；所述右移动质量块为两个，分别为第三移动质量块和第四移动质量块，其中，所述第三移动质量块位于所述右框架结构的第二空间内的上部，其通过所述第二倾斜挠性梁与所述右框架结构相连；所述第四移动质量块位于所述右框架结构的第二空间内的下部，其通过所述第二倾斜挠性梁与所述右框架结构相连；所述右敏感质量块通过所述第二敏感挠性梁连接于所述第三移动质量块和第四移动质量块之间。7.根据权利要求2

【专利技术属性】
技术研发人员：丁希聪，凌方舟，蒋乐跃，金羊华，
申请(专利权)人：美新半导体天津有限公司，
类型：新型
国别省市：