[發明專利]抗環境振動影響的微機械陀螺儀

有效

• 申請號: 201610986332.0
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106525017B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉亞婷
• 申請（專利權）人: 沈丹
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種抗環境振動影響的微機械陀螺儀，包括第一結構、第二結構和耦合梁，第一結構和第二結構通過耦合梁連接且關于耦合梁對稱，耦合梁僅允許第一結構和第二結構反向運動；第一結構包括第一框架、第一驅動質量塊、第二驅動質量塊、第一驅動耦合梁、第一梳齒驅動電極、第一梳齒檢測電極、第一支撐梁和第二支撐梁；第二結構包括第二框架、第三驅動質量塊、第四驅動質量塊、第二驅動耦合梁、第二梳齒驅動電極、第二梳齒檢測電極、第三支撐梁和第四支撐梁。本發明微機械陀螺儀可抑制線振動和角振動的影響。

技術領域

本發明涉及微機械陀螺儀技術領域，特別地，涉及一種抗環境振動影響的微機械陀螺儀。

背景技術

微機械陀螺儀是基于科氏力原理工作，如圖1所示。質量塊在驅動力的作用下在X方向上運動(振動)。但外界有角速度時，質量塊受到Y方向的科氏力作用，使得質量塊在Y方向運動(振動)。質量塊在Y方向的位移與角速度成正比，通過檢測質量塊的位移即可得到角速度。但是，微機械陀螺儀在實際應用中，常常受到環境振動的影響，這是因為環境振動的加速度同樣可以引起質量塊在檢測方向上運動，從而干擾正常的角速度信號。

為抑制環境振動的影響，現在比較常見的設計是采用音叉或者雙音叉(四質量塊)結構，然后采用差分檢測電容的方法。這種方法在一定程度上可以減小環境振動的影響，但是存在以下缺點：首先，這種方法沒有消除振動引起的檢測位移，導致檢測電容變化的非線性非常嚴重，會引起交調效應；其次，該方法的效果一定程度上取決于差分電容的匹配是否良好，對加工工藝提出了較高要求，不利于提高產品的良率和降低產品的成本。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種抗環境振動影響的微機械陀螺儀。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種抗環境振動影響的微機械陀螺儀，包括：

第一結構(1)、第二結構(2)和耦合梁(3)；第一結構(1)和第二結構(2)通過耦合梁(3)連接且關于耦合梁(3)對稱，耦合梁(3)僅允許第一結構(1)和第二結構(2)反向運動；

第一結構(1)包括第一框架(11)、第一驅動質量塊(12)、第二驅動質量塊(13)、第一驅動耦合梁(14)、第一梳齒驅動電極(15)、第一梳齒檢測電極(16)、第一支撐梁(17)和第二支撐梁(18)；其中，第一驅動質量塊(12)、第二驅動質量塊(13)、第一驅動耦合梁(14)、第一梳齒驅動電極(15)、第一支撐梁(17)和第二支撐梁(18)均設于第一框架(11)內；第一驅動質量塊(12)和第二驅動質量塊(13)通過第一驅動耦合梁(14)連接且關于第一驅動耦合梁(14)對稱，第一驅動耦合梁(14)促使第一驅動質量塊(12)和第二驅動質量塊(13)等位移反向運動；第一梳齒驅動電極(15)分布于第一驅動質量塊(12)和第二驅動質量塊(13)四周，第一梳齒檢測電極(16)分布于第一框架(11)四周；第一支撐梁(17)用來連接襯底與第一框架(11)；第二支撐梁(18)用來將第一驅動質量塊(12)、第二驅動質量塊(13)與第一框架(11)連接；

第二結構(2)包括第二框架(21)、第三驅動質量塊(22)、第四驅動質量塊(23)、第二驅動耦合梁(24)、第二梳齒驅動電極(25)、第二梳齒檢測電極(26)、第三支撐梁(27)和第四支撐梁(28)；其中，第三驅動質量塊(22)、第四驅動質量塊(23)、第二驅動耦合梁(24)、第二梳齒驅動電極(25)、第三支撐梁(27)和第四支撐梁(28)設于第二框架(21)內；第三驅動質量塊(22)和第四驅動質量塊(23)通過第二驅動耦合梁(24)連接且關于第二驅動耦合梁(24)對稱，第二驅動耦合梁(24)促使第三驅動質量塊(22)和第四驅動質量塊(23)等位移反向運動；第二梳齒驅動電極(25)分布于第三驅動質量塊(22)和第四驅動質量塊(23)四周，第二梳齒檢測電極(26)分布于第二框架(21)四周；第三支撐梁(27)用來連接襯底與第二框架(21)；第四支撐梁(28)用來將第三驅動質量塊(22)、第四驅動質量塊(23)與第二框架(21)連接。