[發明專利]帶過載保護機構的微機電陀螺儀

有效

• 申請號: 201811358657.X
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109211216B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 梁冰
• 申請（專利權）人: 成都振芯科技股份有限公司
• 主分類號: G01C19/5656
• 分類號: G01C19/5656;G01C19/5649
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種帶過載保護機構的微機電陀螺儀，包括：陀螺儀本體，設有限位槽；控制塊，設有與所述限位槽適配的限位閂；所述陀螺儀本體處于工作狀態時，所述限位閂與限位槽無交疊；所述陀螺儀本體處于非工作狀態時，所述限位閂與限位槽存在交疊；所述限位閂與限位槽存在交疊時，限位閂與限位槽的側壁之間存在間隙。本發明中，陀螺儀非工作狀態時控制塊上的限位閂和驅動質量上的限位槽有一定的交疊長度，在陀螺儀承受第一軸線過載時，驅動質量的運動幅度會受到限位閂的限制，限制值可以配置為顯著小于驅動位移的數值，從而達到提高抗過載能力的目的。

技術領域

本發明涉及微機電陀螺儀技術領域，特別是涉及一種帶過載保護機構的微機電陀螺儀。

背景技術

MEMS陀螺儀通常為振動陀螺儀，其工作原理基于科里奧利效應。當存在輸入角速度時，檢測質量會根據驅動質量的運動速度產生一定的位移，并通過一定的轉換方式將信號讀出。因此，可以通過增加驅動質量位移（也就是增加驅動速度）的方式提高陀螺儀的性能。

陀螺儀在非工作的情況下可能發生跌落等形式的過載，尤其是智能彈藥等開始工作前必定會發生一次大幅度沖擊的應用場景。

在不改變信號處理電路和加工工藝的情況下，增加驅動質量位移需要降低驅動彈簧的強度或者提高驅動質量塊的質量（二者的目的都是降低驅動方向的諧振頻率）。

在驅動方向沒有位移限制結構時，上述兩種方式最終都會導致在過載時驅動彈簧的應力增大，從而發生斷裂；在驅動方向有位移限制結構時，由于較大的驅動質量位移需要更大的運動空間，造成結構之間二次沖擊問題更為嚴重，這也會降低器件的抗過載能力。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種帶過載保護機構的微機電陀螺儀，通過控制塊對陀螺儀本體進行限位，實現陀螺儀非工作狀態下的高抗過載能力和工作狀態下的大驅動位移。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：帶過載保護機構的微機電陀螺儀，包括：

陀螺儀本體，設有限位槽；

控制塊，設有與所述限位槽適配的限位閂；

所述陀螺儀本體處于工作狀態時，所述限位閂與限位槽無交疊；所述陀螺儀本體處于非工作狀態時，所述限位閂與限位槽存在交疊；

所述限位閂與限位槽存在交疊時，限位閂與限位槽的側壁之間存在間隙。

優選的，所述陀螺儀本體包括：

驅動質量，設有限位槽；

陀螺儀錨點，經驅動彈簧與驅動質量連接；

第一梳齒靜電驅動器，用于驅動所述驅動質量沿第一軸線正向運動；

第二梳齒靜電驅動器，用于驅動所述驅動質量沿第一軸線反向運動；

檢測質量，經檢測彈簧與驅動質量連接。

優選的，所述檢測質量上設有兩組檢測電容，所述檢測質量在哥氏力作用下沿與第一軸線垂直的第二軸線運動時，一組檢測電容的電容值增加，另一組檢測電容的電容值減小。

優選的，所述陀螺儀本體還包括：驅動檢測電極，用于檢測驅動質量的運動狀態。

優選的，所述控制塊包括：

卡座；

控制塊質量，位于驅動質量和卡座之間，所述控制塊質量上設有限位閂、以及與所述卡座適配的卡扣；

控制塊錨點，經控制塊彈簧與控制塊質量連接。

優選的，所述控制塊包括：

卡座；

絞支點；