【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陀螺仪，尤其涉及一种单轴微机电陀螺仪。
技术介绍
1、陀螺仪是感测运动体旋转的传感器，是惯性导航和制导技术的基础核心器件之一。基于微纳加工技术加工而成的陀螺称为微机电陀螺仪，微机电陀螺仪通过科里奥利效应来实现角速度的测量。具体地，在外界施加转动的角速度，驱动质量块在驱动电极的驱动作用下会发生谐振运动，检测质量块会在科氏力的作用下产生位移，进而反应在检测电极上，实现对角速度的测量。目前常用的微机电陀螺仪的驱动电极和驱动检测电极均为平板式电容式结构，这种结构的陀螺仪受自身结构的限制电容量低、线性度差且灵敏度低。
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单轴微机电陀螺仪，解决了现有技术存在的问题，具有电容量大、线性度好和灵敏度高的特点，提升了单轴微机电陀螺仪的稳定性。
2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种单轴微机电陀螺仪，限定互相垂直的第一方向、第二方向及第三方向，所述单轴微机电陀螺仪包括：
4、四个驱动质量块，四个所述驱动质量块平均分成两个驱动块组，两个所述驱动块组沿所述第一方向分布，每个所述驱动块组的两个所述驱动质量块均沿所述第二方向分布；
5、第一锚点和驱动连接梁，所述驱动质量块通过所述驱动连接梁与所述第一锚点相连；
6、驱动耦合组件，所述驱动耦合组件连接每个所述驱动块组的两个所述驱动质量块；
7、检测连接梁和四个检测质量块，每个所述驱动块组沿所述第二方向的
8、驱动检测耦合组件，包括两个耦合连接梁和两个耦合弹簧，每个所述耦合连接梁均与两个所述驱动块组相连，每个所述耦合弹簧均连接两个所述驱动块组和两个所述检测质量块；
9、梳齿驱动电极，每个所述驱动质量块内均设置有所述梳齿驱动电极，所述梳齿驱动电极能够驱动所述驱动质量块沿第二方向运动；
10、梳齿驱动检测电极，每个所述驱动质量块内均设置有所述梳齿驱动检测电极；
11、检测所述第一方向的角速度时，所述检测质量块在科氏力的作用下能够沿第三方向运动。
12、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述驱动耦合组件包括驱动耦合弹簧和驱动连接梁，所述驱动耦合弹簧的两端分别与一个所述驱动块组的两个所述驱动质量块相连，所述驱动连接梁的两端分别与两个所述驱动块组的两个所述驱动质量块相连。
13、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述单轴微机电陀螺仪还包括第二锚点，所述驱动耦合弹簧包括两个沿所述第二方向分布的驱动耦合子弹簧，每个所述驱动耦合子弹簧均将所述驱动质量块与所述第二锚点相连。
14、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述驱动连接梁包括第一驱动刚性梁、两个第二驱动刚性梁及两个驱动连接框，所述第一驱动刚性梁和所述第二驱动刚性梁均沿所述第二方向延伸，两个所述驱动连接框通过所述第一驱动刚性梁相连，两个所述第二驱动刚性梁分别与两个所述驱动连接框一一对应，两个所述第二驱动刚性梁分别与两个所述驱动质量块相连。
15、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述检测连接梁包括检测连接框和四个检测刚性梁，四个所述检测刚性梁分别与所述检测连接框的四个角相连，每个所述检测连接梁的两个所述检测刚性梁均与所述检测质量块相连，另外两个所述检测刚性梁均与所述驱动质量块相连。
16、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述耦合连接梁包括耦合刚性梁和两个音叉件，两个所述音叉件分别位于所述耦合刚性梁的两端，一个所述音叉件与一个所述驱动块组的一个所述驱动质量块相连，另一个所述音叉件与另一个所述驱动块组的一个所述驱动质量块相连。
17、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述单轴微机电陀螺仪还包括第三锚点，所述耦合弹簧包括耦合连接框和四个沿所述第二方向延伸的耦合子弹簧，所述耦合连接框与所述第三锚点固定连接，两个所述耦合子弹簧的一端分别与两个所述驱动块组相连，另外两个所述耦合子弹簧的一端分别与两个所述检测质量块相连，四个所述耦合子弹簧的另一端分别与所述耦合连接框的四个角相连。
18、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述驱动质量块上设有驱动电极槽，每个所述梳齿驱动电极均包括驱动固定电极和驱动可动电极，所述驱动固定电极位于所述驱动电极槽内且包括多个间隔排布的驱动固定梳齿，所述驱动可动电极形成在所述驱动质量块上且包括多个间隔排布的驱动可动梳齿，多个所述驱动固定梳齿和多个所述驱动可动梳齿依次间隔排布。
19、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述驱动质量块上设有驱动检测电极槽，每个所述梳齿驱动检测电极均包括驱动检测固定电极和驱动检测可动电极，所述驱动检测固定电极位于所述驱动检测电极槽内且包括多个间隔排布的驱动检测固定梳齿，所述驱动检测可动电极形成在所述驱动质量块上且包括多个间隔排布的驱动检测可动梳齿，多个所述驱动检测固定梳齿和多个所述驱动检测可动梳齿依次间隔排布。
20、作为一种单轴微机电陀螺仪的优选方案，所述驱动连接梁和所述第一锚点的个数均为至少四个，至少四个所述驱动连接梁与至少四个所述第一锚点一一对应设置。
21、本专利技术的有益效果为：本专利技术公开的单轴微机电陀螺仪，梳齿驱动电极和梳齿驱动检测电极与平板式电容结构相比，电容量大且线性度好，提高了该单轴微机电陀螺仪的灵敏度，梳齿驱动电极驱动的位移幅度可根据用户需要加工成较大或者较小范围，驱动检测耦合组件能够耦合两个驱动块组和四个检测质量块之间的运动，降低了因工艺偏差和外部环境的变化对质量块输出位移的影响，保证了单轴微机电陀螺仪的工作的稳定性，当检测外界第一方向的角速度时，驱动质量块沿第二方向运动，使得检测质量块在科氏力的作用下沿第三方向运动，从而实现对角速度的检测，而梳齿驱动检测电极检测的电容量变化可用于实时调整梳齿驱动电极的电容量变化，保证单轴微机电陀螺仪稳定运行。
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1.一种单轴微机电陀螺仪，其特征在于，限定互相垂直的第一方向、第二方向及第三方向，所述单轴微机电陀螺仪包括：
2.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述驱动耦合组件包括驱动耦合弹簧和驱动连接梁，所述驱动耦合弹簧的两端分别与一个所述驱动块组的两个所述驱动质量块相连，所述驱动连接梁的两端分别与两个所述驱动块组的两个所述驱动质量块相连。
3.根据权利要求2所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述单轴微机电陀螺仪还包括第二锚点，所述驱动耦合弹簧包括两个沿所述第二方向分布的驱动耦合子弹簧，每个所述驱动耦合子弹簧均将所述驱动质量块与所述第二锚点相连。
4.根据权利要求2所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述驱动连接梁包括第一驱动刚性梁、两个第二驱动刚性梁及两个驱动连接框，所述第一驱动刚性梁和所述第二驱动刚性梁均沿所述第二方向延伸，两个所述驱动连接框通过所述第一驱动刚性梁相连，两个所述第二驱动刚性梁分别与两个所述驱动连接框一一对应，两个所述第二驱动刚性梁分别与两个所述驱动质量块相连。
5.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其
6.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述耦合连接梁包括耦合刚性梁和两个音叉件，两个所述音叉件分别位于所述耦合刚性梁的两端，一个所述音叉件与一个所述驱动块组的一个所述驱动质量块相连，另一个所述音叉件与另一个所述驱动块组的一个所述驱动质量块相连。
7.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述单轴微机电陀螺仪还包括第三锚点，所述耦合弹簧包括耦合连接框和四个沿所述第二方向延伸的耦合子弹簧，所述耦合连接框与所述第三锚点固定连接，两个所述耦合子弹簧的一端分别与两个所述驱动块组相连，另外两个所述耦合子弹簧的一端分别与两个所述检测质量块相连，四个所述耦合子弹簧的另一端分别与所述耦合连接框的四个角相连。
8.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，每个所述驱动质量块上均设有驱动电极槽，每个所述梳齿驱动电极均包括驱动固定电极和驱动可动电极，所述驱动固定电极位于所述驱动电极槽内且包括多个间隔排布的驱动固定梳齿，所述驱动可动电极形成在所述驱动质量块上且包括多个间隔排布的驱动可动梳齿，多个所述驱动固定梳齿和多个所述驱动可动梳齿依次间隔排布。
9.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述驱动质量块上设有驱动检测电极槽，每个所述梳齿驱动检测电极均包括驱动检测固定电极和驱动检测可动电极，所述驱动检测固定电极位于所述驱动检测电极槽内且包括多个间隔排布的驱动检测固定梳齿，所述驱动检测可动电极形成在所述驱动质量块上且包括多个间隔排布的驱动检测可动梳齿，多个所述驱动检测固定梳齿和多个所述驱动检测可动梳齿依次间隔排布。
10.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述驱动连接梁和所述第一锚点的个数均为至少四个，至少四个所述驱动连接梁与至少四个所述第一锚点一一对应设置。
...【技术特征摘要】
1.一种单轴微机电陀螺仪，其特征在于，限定互相垂直的第一方向、第二方向及第三方向，所述单轴微机电陀螺仪包括：
2.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述驱动耦合组件包括驱动耦合弹簧和驱动连接梁，所述驱动耦合弹簧的两端分别与一个所述驱动块组的两个所述驱动质量块相连，所述驱动连接梁的两端分别与两个所述驱动块组的两个所述驱动质量块相连。
3.根据权利要求2所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述单轴微机电陀螺仪还包括第二锚点，所述驱动耦合弹簧包括两个沿所述第二方向分布的驱动耦合子弹簧，每个所述驱动耦合子弹簧均将所述驱动质量块与所述第二锚点相连。
4.根据权利要求2所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述驱动连接梁包括第一驱动刚性梁、两个第二驱动刚性梁及两个驱动连接框，所述第一驱动刚性梁和所述第二驱动刚性梁均沿所述第二方向延伸，两个所述驱动连接框通过所述第一驱动刚性梁相连，两个所述第二驱动刚性梁分别与两个所述驱动连接框一一对应，两个所述第二驱动刚性梁分别与两个所述驱动质量块相连。
5.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述检测连接梁包括检测连接框和四个检测刚性梁，四个所述检测刚性梁分别与所述检测连接框的四个角相连，每个所述检测连接梁的两个所述检测刚性梁均与所述检测质量块相连，另外两个所述检测刚性梁均与所述驱动质量块相连。
6.根据权利要求1所述的单轴微机电陀螺仪，其特征在于，所述耦合连接梁包括耦合刚性梁和两个音叉件，两个所述音叉件分别位于所述耦合刚性梁的两端，一个所述音叉件与一个所述驱动块组...
【专利技术属性】
技术研发人员：董自强，高杰，崔焱，柳星普，刘贻兵，
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：
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