单结构三轴微机电陀螺仪制造技术

技术编号:8130044 阅读:205 留言:0更新日期:2012-12-27 01:31
本发明专利技术公开了一种单结构三轴微机电陀螺仪,该陀螺仪由用来测量x轴和z轴角速度的xz轴结构和用来测量y轴角速度的y轴结构组成。xz轴结构沿x轴对称布置,y轴结构沿y轴对称分布,相邻的xz轴结构和y轴结构之间在外侧使用脐带连接,使得三轴结构获得单一的扩张一收缩式驱动,xz轴和y轴各自的两个质量块用十字连接器相连,在感应x轴、y轴和z轴角速度时可实现相位相反的同步运动,由此各轴均实现了差动输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微机电陀螺仪,尤其涉及一种具有解耦特性的单结构三轴微机电陀螺仪,属于微机电系统(MEMS)领域。
技术介绍
微机电陀螺仪是基于微机电系统的惯性器件,可用来测量运动物体的角速度。和传统陀螺仪相比,微机电陀螺仪具有体积小,质量轻,价格低廉,更适合大批量生产等特点。传统陀螺仪,包括机械陀螺仪,激光陀螺仪,光纤陀螺仪等等,一直广范应用于飞行器稳定控制,武器导航制导,汽车安全等领域,由于这些陀螺仪体积大,成本高而不适合应用于消费类电子产品。近年来,随着MEMS技术的发展,微机电陀螺仪正逐渐应用于消费类电子产品,如数码相机的图像稳定,游戏机的控制手柄,手机功能控制,以及和微加速度传感器构 成的微导航仪等等。微机电陀螺仪主要由驱动部分和感应部分组成,由于其设计和制造的复杂性,目前市场上出现的多为一轴和二轴陀螺仪,三轴陀螺仪的应用一般是多个一轴或二轴陀螺仪的正交装配,或者将多个陀螺仪集成在单个芯片上,这些都达不到消费电子类产品市场追求小型化的目的。开发单结构三轴陀螺仪,已经成为微机电陀螺仪研发的重要方向。本专利技术微机电陀螺仪采用单结构设计,整体收缩一扩张的驱动模式,电容式静电驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单结构三轴微机电陀螺仪,它包括衬底、轴结构、十字连接器和脐带,其特征在于:所述的轴结构包括xz轴结构和y轴结构,所述的xz轴结构和y轴结构在所述衬底上,所述的xz轴结构用来测量x轴角速度和z轴角速度,所述的xz轴结构由两组沿x轴对称分布的xz轴分结构组成;所述的y轴结构用来测量y轴角速度,所述的y轴结构由两组沿y轴对称分布的y轴分结构组成;所述的两组xz轴分结构和两组y轴分结构内部通过十字连接器相连,所述的两组xz轴分结构和两组y轴分结构外部通过4条脐带依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种单结构三轴微机电陀螺仪,它包括衬底、轴结构、十字连接器和脐带,其特征在于所述的轴结构包括XZ轴结构和I轴结构,所述的XZ轴结构和y轴结构在所述衬底上,所述的XZ轴结构用来测量X轴角速度和Z轴角速度,所述的XZ轴结构由两组沿X轴对称分布的Xz轴分结构组成;所述的I轴结构用来测量I轴角速度,所述的I轴结构由两组沿y轴对称分布的I轴分结构组成;所述的两组Xz轴分结构和两组 轴分结构内部通过十字连接器相连,所述的两组Xz轴分结构和两组I轴分结构外部通过4条脐带依次连接。2.如权利要求I所述的单结构三轴微机电陀螺仪,其特征在于所述两组Xz轴分结构中的每一组XZ轴分结构均包括XZ轴质量块、XZ轴驱动结构、X轴感应结构、Z轴感应结构、Z轴反馈结构和XZ轴弹性结构,所述的XZ轴质量块悬浮于衬底上,并且通过脐带与y轴分结构相连,脐带的变形保证了各轴质量块运动的一致性;XZ轴驱动结构包括XZ轴驱动活动梳齿电极和XZ轴驱动固定梳齿电极,XZ轴驱动活动梳齿电极连接在XZ轴质量块上,XZ轴驱动固定梳齿电极固定于衬底上;所述的X轴感应结构由XZ轴质量块和X轴下极板组成,所述的X轴下极板位于水平轴质量块下方并且与水平轴质量块平行设置,所述的X轴下极板也固定在衬底上;所述Z轴感应结构由Z轴感应活动疏齿电极和Z轴感应固定疏齿电极组成,Z轴感应活动梳齿电极连接在XZ轴质量块上,Z轴感应固定梳齿电极固定于衬底上;所述Z轴反馈结构包括Z轴反馈活动电极和Z轴反馈固定电极,Z轴反馈活动梳齿电极连接在XZ轴质量块上,Z轴反馈固定梳齿电极固定于衬底上;所述的XZ轴弹性结构包括XZ轴外侧弹簧机构、XZ轴内侧弹簧机构、所述的XZ轴外侧弹簧机构共两组,均位于所述XZ轴质量块的外侧,XZ轴外侧弹簧机构的一端连接在XZ轴质量块上,另一端通...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙博华王琳
申请(专利权)人:鄂尔多斯市嘉美科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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