[發(fā)明專利]微機(jī)械單振子三軸陀螺儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810077010.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN108318018B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃占喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海全志科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01C19/5691
• 分類號(hào): G01C19/5691;G01C19/5776
• 代理公司: 深圳市君之泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44366
• 代理人: 張丕陽

1.一種微機(jī)械單振子三軸陀螺儀，包括一個(gè)在x軸和y軸對(duì)稱的環(huán)形振子(1)、多個(gè)支撐梁(3)和一個(gè)萬向節(jié)(2)，所述萬向節(jié)(2)設(shè)置于所述振子(1)中心，通過所述多個(gè)支撐梁(3)連接所述振子(1)和所述萬向節(jié)(2)，所述振子(1)可在所述x軸和所述y軸上進(jìn)行彈性振動(dòng)，在所述振子(1)表面上設(shè)置有多個(gè)振子電極V_dc(12)，在所述振子電極V_dc(12)上方排布多個(gè)固定電極(4、5、6、7、8、9、10、11)，所述振子電極V_dc(12)與其上方排布的所述多個(gè)固定電極(4、5、6、7、8、9、10、11)一一對(duì)應(yīng)，所述多個(gè)固定電極(4、5、6、7、8、9、10、11)中部分是驅(qū)動(dòng)電極(4、5、6、7)，部分是檢測(cè)電極(8、9、10、11)，所述驅(qū)動(dòng)電極(4、5、6、7)和所述檢測(cè)電極(8、9、10、11)相互交替分布，所述檢測(cè)電極(8、9、10、11)用于檢測(cè)振子(1)在所述x軸、所述y軸和z軸的角速度，所述驅(qū)動(dòng)電極(4、5、6、7)驅(qū)動(dòng)所述振子(1)在所述x軸和所述y軸作一定頻率的定頻振動(dòng)，所述振子(1)在所述x軸和所述y軸所作振動(dòng)的振幅恒定，所述振子(1)在所述x軸和所述y軸所作振動(dòng)的振動(dòng)頻率不同；所述驅(qū)動(dòng)電極包括四個(gè)驅(qū)動(dòng)電極V_x+(4)、V_x-(5)、V_y+(6)、V_y-(7)，驅(qū)動(dòng)電極V_x+(4)、V_x-(5)和振子(1)構(gòu)成一個(gè)x軸角振動(dòng)諧振器，驅(qū)動(dòng)電極V_y+(6)、V_y-(7)和振子(1)構(gòu)成一個(gè)y軸角振動(dòng)諧振器；所述檢測(cè)電極包括四個(gè)檢測(cè)電極V_zx+(8)、V_zx-(9)、V_zy+(10)、V_zy-(11)；

還包括驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括兩個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)環(huán)路，其中，x軸驅(qū)動(dòng)環(huán)路是包括x軸角振動(dòng)諧振器(xResonator)、跨阻放大器(TIA)、帶通濾波器(BPF)、自動(dòng)增益控制模塊(AGC)的閉環(huán)，y軸驅(qū)動(dòng)環(huán)路是包括y軸角振動(dòng)諧振器(yResonator)、跨阻放大器(TIA)、帶通濾波器(BPF)、自動(dòng)增益控制模塊(AGC)的閉環(huán)；所述驅(qū)動(dòng)模塊連接所述驅(qū)動(dòng)電極V_x+(4)、V_x-(5)、V_y+(6)、V_y-(7)和所述振子(1)，驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)所述振子(1)振動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生由所述振子(1)在z軸角速度變化引起的輸出量Zout以及驅(qū)動(dòng)諧振頻率，所述檢測(cè)電極V_zx+(8)、V_zx-(9)、V_zy+(10)、V_zy-(11)和所述振子電極V_dc(12)之間的電容產(chǎn)生相應(yīng)的電容變化量ΔCzx+、ΔCzx-、ΔCzy+、ΔCzy-；所述輸出量Zout為所述y軸驅(qū)動(dòng)環(huán)路中帶通濾波器(BPF)前的輸出，用于檢測(cè)z軸角速度；

還包括檢測(cè)模塊，所述電容變化量ΔCzx+、ΔCzx-、ΔCzy+、ΔCzy-、所述輸出量Zout和所述驅(qū)動(dòng)諧振頻率，經(jīng)過檢測(cè)模塊處理后得到三軸角速度。

2.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其特征在于：所述振子(1)為圓環(huán)形或多邊環(huán)形。

3.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其特征在于：所述支撐梁(3)為四根。

4.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其特征在于：所述檢測(cè)電極(8、9、10、11)為柵型電極。

5.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其特征在于：所述振子(1)在所述x軸和所述y軸所作振動(dòng)的振幅相同或不同。

6.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其特征在于：所述自動(dòng)增益控制模塊(AGC)由整流器(Rectifier)、低通濾波器(LPF)、比例積分控制器(PI Controller)組成。

7.如權(quán)利要求6所述的陀螺儀，其特征在于：所述振子(1)在所述x軸的所述定頻振動(dòng)通過所述自動(dòng)增益控制模塊(AGC)來鎖定所述振幅。