【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陀螺仪，尤其涉及一种三轴mems陀螺仪。
技术介绍
1、与传统的陀螺仪不同，mems陀螺仪并没有旋转部件，也不需要轴承，而是通过检测质量块的运动检测旋转轴的角位移、角速度及角加速度。近年来，mems陀螺仪以其尺寸小、价格低的优势广泛应用在汽车、航空、医疗以及消费电子产品等各个领域。已有的三轴mems陀螺仪在检测x轴方向的角速度和y轴方向的角速度时采用面外平板电容检测，检测质量块和检测电极的相对运动为转动，线性度较低。
技术实现思路
1、基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种三轴mems陀螺仪，将检测块的转动转化为平动，提升了检测的线性度。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种三轴mems陀螺仪，包括：
4、四个质量块，四个所述质量块呈正交对称分布，沿第一方向分布的两个所述质量块分别为第一质量块和第三质量块，另外两个沿第二方向分布的所述质量块分别为第二质量块和第四质量块；
5、中心耦合组件，包括中心锚点和中心连接件，所述中心锚点与所述质量块弹性连接，所述中心连接件的一端与所述中心锚点弹性相连，另一端与所述质量块弹性相连；
6、检测块和检测连接梁，所述检测块的个数为四个，四个所述检测块分别与四个所述质量块一一对应设置，每个所述检测块均通过所述检测连接梁设置在所述质量块内，所述检测块能够相对于所述质量块沿第三方向移动，设置在所述第二质量块和所述第四质量块上的所述检测块和与其正对的衬底形成第一
7、第三方向检测电极组，设置在所述质量块上且能够检测第三方向的角速度，所述第三方向、所述第一方向及所述第二方向两两垂直；
8、检测所述第一方向的角速度时，所述第二质量块和所述第四质量块上的所述检测块能够沿所述第三方向反向运动，所述第一方向检测电极能够检测第一方向的角速度；检测所述第二方向的角速度时，所述第一质量块和所述第三质量块上的所述检测块能够沿所述第三方向反向运动，所述第二方向检测电极能够检测第二方向的角速度。
9、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，每个所述检测块均与四个所述检测连接梁对应设置，四个所述检测连接梁分别设置在所述检测块的四条边上。
10、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，每个所述检测连接梁均包括第一检测连接直梁和两个第二检测连接直梁，所述第一检测连接直梁的两端分别与两个所述第二检测连接直梁相连，两个所述第二检测连接直梁平行设置，其中一个所述第二检测连接直梁与所述质量块相连，另一个所述第二检测连接直梁与所述检测块相连。
11、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，所述第三方向检测电极组的个数为四个，四个所述第三方向检测电极组分别与四个所述质量块一一对应，四个所述第三方向检测电极组以四个所述质量块的中心为圆心分布在同一个圆上。
12、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，每个所述第三方向检测电极组均为差分电极且包括第三方向第一检测子电极和第三方向第二检测子电极，所述质量块沿所述第三方向转动时，所述第三方向第一检测子电极和所述第三方向第二检测子电极的电容量呈同步反相变化。
13、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，所述第三方向第一检测子电极和所述第三方向第二检测子电极均为梳齿检测电极，所述梳齿检测电极的梳齿为弧状梳齿，所述弧状梳齿以四个所述质量块的中心为圆心。
14、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，所述中心耦合组件的个数为四个，四个所述中心耦合组件和四个所述质量块一一对应设置，每个所述中心连接件均包括依次连接的第一中心连接弹性件、中心移动块及第二中心连接弹性件，所述第一中心连接弹性件与所述质量块相连，所述第二中心连接弹性件与所述中心锚点相连，四个所述中心耦合组件的所述中心移动块一体成型为中心连接块。
15、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，所述三轴mems陀螺仪还包括能够沿所述第一方向或者所述第二方向伸缩的第一弹性连接件，所述第一弹性连接件的一端与所述质量块相连，另一端与所述中心锚点相连。
16、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，所述三轴mems陀螺仪还包括驱动电极和驱动检测电极，所述驱动电极的活动部分和所述驱动检测电极的活动部分均设置在所述质量块上，所述驱动电极能够驱动四个所述质量块同时朝向靠近或者远离所述中心耦合组件的方向做简谐振动，所述驱动检测电极能够检测所述质量块沿所述第一方向或者所述第二方向的简谐振动。
17、作为一种三轴mems陀螺仪的优选方案，所述三轴mems陀螺仪还包括端部锚点、中间锚点、第二弹性连接件及第三弹性连接件，所述质量块的端部通过所述第二弹性连接件与所述端部锚点相连，所述质量块的中部通过所述第三弹性连接件与所述中间锚点相连。
18、本专利技术的有益效果为：
19、本专利技术公开的三轴mems陀螺仪，由于四个质量块呈正交对称分布，设置在质量块上的检测块也呈正交对称分布，形成全差分输出，检测第一方向和第二方向的角速度时，检测块受到沿第三方向的科氏力，从而沿第三方向产生位移，其中，根据第一方向检测电极检测的电容量变化能够得到第一方向的角速度，根据第二方向检测电极检测的电容量变化能够得到第二方向的角速度，检测块受检测连接梁的影响，检测块沿第三方向的运动接近平动，与现有的质量块转动相比，线性度更高，增加了检测的灵敏度，此外，设置在质量块上的第三方向检测电极组还能够检测第三方向的角速度，实现该三轴mems陀螺仪对三个方向角速度的检测。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，每个所述检测块均与四个所述检测连接梁对应设置，四个所述检测连接梁分别设置在所述检测块的四条边上。
3.根据权利要求2所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，每个所述检测连接梁均包括第一检测连接直梁和两个第二检测连接直梁，所述第一检测连接直梁的两端分别与两个所述第二检测连接直梁相连，两个所述第二检测连接直梁平行设置，其中一个所述第二检测连接直梁与所述质量块相连，另一个所述第二检测连接直梁与所述检测块相连。
4.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述第三方向检测电极组的个数为四个，四个所述第三方向检测电极组分别与四个所述质量块一一对应，四个所述第三方向检测电极组以四个所述质量块的中心为圆心分布在同一个圆上。
5.根据权利要求4所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，每个所述第三方向检测电极组均为差分电极且包括第三方向第一检测子电极和第三方向第二检测子电极，所述质量块沿所述第三方向转动时，所述第三方向第一检测子电极和所述第
6.根据权利要求5所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述第三方向第一检测子电极和所述第三方向第二检测子电极均为梳齿检测电极，所述梳齿检测电极的梳齿为弧状梳齿，所述弧状梳齿以四个所述质量块的中心为圆心。
7.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述中心耦合组件的个数为四个，四个所述中心耦合组件和四个所述质量块一一对应设置，每个所述中心连接件均包括依次连接的第一中心连接弹性件、中心移动块及第二中心连接弹性件，所述第一中心连接弹性件与所述质量块相连，所述第二中心连接弹性件与所述中心锚点相连，四个所述中心耦合组件的所述中心移动块一体成型为中心连接块。
8.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述三轴MEMS陀螺仪还包括能够沿所述第一方向或者所述第二方向伸缩的第一弹性连接件，所述第一弹性连接件的一端与所述质量块相连，另一端与所述中心锚点相连。
9.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述三轴MEMS陀螺仪还包括驱动电极和驱动检测电极，所述驱动电极的活动部分和所述驱动检测电极的活动部分均设置在所述质量块上，所述驱动电极能够驱动四个所述质量块同时朝向靠近或者远离所述中心耦合组件的方向做简谐振动，所述驱动检测电极能够检测所述质量块沿所述第一方向或者所述第二方向的简谐振动。
10.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述三轴MEMS陀螺仪还包括端部锚点、中间锚点、第二弹性连接件及第三弹性连接件，所述质量块的端部通过所述第二弹性连接件与所述端部锚点相连，所述质量块的中部通过所述第三弹性连接件与所述中间锚点相连。
...【技术特征摘要】
1.一种三轴mems陀螺仪，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三轴mems陀螺仪，其特征在于，每个所述检测块均与四个所述检测连接梁对应设置，四个所述检测连接梁分别设置在所述检测块的四条边上。
3.根据权利要求2所述的三轴mems陀螺仪，其特征在于，每个所述检测连接梁均包括第一检测连接直梁和两个第二检测连接直梁，所述第一检测连接直梁的两端分别与两个所述第二检测连接直梁相连，两个所述第二检测连接直梁平行设置，其中一个所述第二检测连接直梁与所述质量块相连，另一个所述第二检测连接直梁与所述检测块相连。
4.根据权利要求1所述的三轴mems陀螺仪，其特征在于，所述第三方向检测电极组的个数为四个，四个所述第三方向检测电极组分别与四个所述质量块一一对应，四个所述第三方向检测电极组以四个所述质量块的中心为圆心分布在同一个圆上。
5.根据权利要求4所述的三轴mems陀螺仪，其特征在于，每个所述第三方向检测电极组均为差分电极且包括第三方向第一检测子电极和第三方向第二检测子电极，所述质量块沿所述第三方向转动时，所述第三方向第一检测子电极和所述第三方向第二检测子电极的电容量呈同步反相变化。
6.根据权利要求5所述的三轴mems陀螺仪，其特征在于，所述第三方向第一检测子电极和所述第三方向第二检测子电极均为梳齿检测电极，所述梳齿检测电极的梳齿为弧状梳齿，所述弧状梳齿以四个所述质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡永龙，董自强，高杰，崔焱，柳星普，
申请(专利权)人：成都博纳神梭科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。