[发明专利]转动率传感器装置的耦合结构、转动率传感器装置和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于转动率传感器装置的耦合结构和用于这种耦合结构的制造方法。此外本发明涉及一种转动率传感器装置和用于相应的转动率传感器装置的制造方法。

背景技术

在可旋转的物体上通常设置转动率(偏航率)传感器，以便测量物体的旋转运动的转动率。传统的转动率传感器通常具有至少一个第一振动质量和至少一个第二振动质量(振荡质量)，这些振动质量借助一个驱动器被置入直线的振动运动中。在此，驱动器被这样地设计，使得第一振动质量和第二振动质量以180°的相位偏差(逆平行地)相对彼此振动。因此，第一振动质量和第二振动质量的振动运动通常也被称为反相的振动运动。

如果其上设有转动率传感器的物体在两个振动质量同时被激励至它们的逆平行的振动运动的情况下执行围绕一个相对于振动方向不平行的旋转轴的旋转运动，那么在两个振动的振动质量上产生科里奥利力。通过科里奥利力使两个振动质量分别垂直于它们的振动方向偏移。由于两个振动质量的振动运动具有逆平行性，这两个振动质量在相反的方向上偏移。

一个振动质量的偏移相对于作用在该振动质量上的科里奥利力成比例。振动质量的偏移由此对应于物体的旋转运动的转动率。因此，通过分析振动质量的偏移能够求得旋转运动的转动率。

为了阻止作用在可旋转的物体上的加速度导致错误地确定的转动率，传统的转动率传感器通常被设计成检测两个振动质量各自的偏移并且相互比较。只有当第一振动质量的偏移对应于第二振动质量的负的偏移时，由此才能得出两个振动质量的偏移基于科里奥利力而不是基于可旋转的物体的加速度。

然而，这样的对两个振动质量的偏移的分析处理的前提条件是，振动质量能借助驱动器可靠地被置入逆平行的振动运动中。然而，近似满足该前提条件的驱动器的制造是比较耗费工作的且比较贵的。附加地，对于传统的转动率传感器，在两个振动质量的振动运动中通常出现相对所希望的逆平行的偏差。

发明内容

本发明提供具有权利要求1或6的特征的耦合结构、具有权利要求8的特征的转动率传感器装置、具有权利要求9或10的特征的用于耦合结构的制造方法以及具有权利要求11的特征的用于转动率传感器装置的制造方法。

借助这些耦合结构确保了即便在简单地构造且低廉的驱动器的情况下也良好地保持两个振动的振动质量的所希望的逆平行性。

耦合结构的有利的扩展方案在从属权利要求中描述。

附图说明

下面借助附图描述本发明的其它特征和优点。其中：

图1A至C示出用于转动率传感器装置的耦合结构的第一实施方式的示意图；其中，图1A示出一个角形元件，图1B示出两个相互耦合的角形元件以及图1C示出具有四个角形元件的耦合结构；和

图2至15分别示出用于转动率传感器装置的耦合结构的另一种实施方式的示意图。

具体实施方式

图1A至C示出用于转动率传感器装置的耦合结构的第一实施方式的示意图；其中图1A示出一个角形元件，图1B示出两个相互耦合的角形元件以及图1C示出具有四个角形元件的耦合结构。

在图1A中示出的角形元件10包括一个连接区段12，一个第一臂14a和一个第二臂14b固定地设置在该连接区段上。角形元件10优选一体地构造。第一臂14a相对于第二臂14b以一个在60°至120°之间的角度α定向。特别是该角度α可以位于80°至100°之间。例如该角度α等于90°。下面进一步说明等于90°的角度α的优点。

要指出的是，角形元件10刚性地或几乎刚性地构造。因此，作用在两个臂之一14a或14b上的、低于致使角形元件10折断的阈值的力几乎不会导致角度α的变化。

角形元件10在其连接区段12上被可旋转地支承。在此，角形元件10由其初始位置被移动到至少一个所示的终端位置中。

例如该角形元件10在其连接区段12上具有贯穿的开孔16，铰链18配合到该开孔中。铰链18固定地耦合到具有角形元件10的耦合结构的一个(未示出的)壳体上。该壳体通常也称为衬底。优选地，角形元件10由此可围绕垂直于两个臂14a和14b延伸的转动轴转动。因为合适的铰链18的实施方式或者用于可转动地支承角形元件10的固定装置已由现有技术披露，在此不再对其进一步说明。

除了使用铰链18之外也可设想，元件18表示弹簧弹性的元件，它一方面耦合在转动轴16上并在那里配合，并且它另一方面连接在衬底上。