[发明专利]三轴角速率传感器

权利要求书

1.一种角速率传感器，用于检测围绕第一、第二和第三正交输入轴的旋转，包括：基板；传感构架，其被布置在由所述第一和第二输入轴形成的平面中；用于把所述传感构架安装在所述基板上并且允许所述传感构架围绕所述第一、第二和第三输入轴彼此独立地旋转的装置；多个检验质量，其在该平面中具有预定驱动轴，至少两个驱动轴彼此形成大于0度且小于1 80度的角度；用于把所述质量安装在所述传感构架上并且约束每个质量在驱动模式中沿着所述质量的驱动轴相对于所述传感构架的线性移动，并且用于在传感模式中与所述传感构架一起旋转的装置；用于将所述检验质量耦合在一起以形成单驱动模式振荡的装置；致动装置，用于驱动所述质量在驱动模式中振荡；检测装置，用于响应于通过所述质量分别围绕所述第一、第二和第三输入轴的旋转而产生的科里奥利力，检测所述检验质量和所述传感构架围绕所述第一、第二和第三输入轴的传感模式旋转。

2.根据权利要求1所述的角速率传感器，其中，所述检验质量通常是平面的并且围绕中心布置在平面中，使得它们的驱动轴大约在所述中心处彼此相交。

3.根据权利要求1所述的角速率传感器，其中，所述用于把每个质量安装在所述传感构架上的装置包括一组挠性件，它们在沿着所述质量的所述驱动轴的方向中较柔性，而在其他方向中较刚性。

4.根据权利要求1所述的角速率传感器，其中，所述用于耦合所述检验质量的装置包括连接在所述相邻质量之间的多个耦合结构。

5.根据权利要求4所述的角速率传感器，其中，每个所述耦合结构是链接梁，它们被布置在两个相邻质量之间并且沿着与所述两个质量的所述驱动轴成预定角度的方向延伸。

6.根据权利要求4所述的角速率传感器，其中，每个所述耦合结构是盒式弹簧，它们被布置在两个相邻质量之间并且用其与所述两个质量的所述驱动轴形成预定角度的纵轴来定向。

7.根据权利要求1所述的角速率传感器，其中，所述用于耦合所述检验质量的装置包括连接在所述相邻质量之间的多个耦合结构，每个耦合结构的至少一个部件安装在所述传感构架上。

8.根据权利要求7所述的角速率传感器，其中，每个所述耦合结构包括一对倾斜梁，其在一端联接形成接头，其他端分别连接到两个相邻质量，每个所述倾斜梁以预定角度倾斜于和所述梁连接到的所述质量的所述驱动轴垂直的方向延伸出去，支撑梁以与所述驱动轴形成预定角度的方向定向，其一端被联接到所述倾斜梁的所述接头，另一端被安装到所述传感构架。

9.根据权利要求7所述的角速率传感器，其中，每个所述耦合结构包括第一对倾斜梁，其一端连接到所述质量，每个所述倾斜梁以以预定角度倾斜于和所述梁连接到的所述质量的所述驱动轴垂直的方向延伸出去，第二对支撑梁，其一端被安装在所述传感构架上，另一端连接到所述第一对梁的另一端以分别形成第一和第二接头，第三对传递梁，在其一端被分别连接到所述第一和第二接头，另一端被联接在一起以形成第三接头，所述第三接头还通过以预定方向延伸的横向弹簧被安装到所述传感构架，以约束所述接头垂直于该方向的移动。

10.根据权利要求1所述的角速率传感器，其中，用于安装并允许所述传感构架围绕所述第一、第二和第三输入轴旋转的所述装置包括：第一和第二万向节，其被布置在所述平面中并且被置于所述传感构架内，所述第一万向节环绕所述第二万向节；锚柱，其被置于所述第二万向节之内并且被接附到所述基板；多个挠性件，其被连接在所述传感构架和所述第一万向节之间并且在径向中延伸，用于约束所述传感构架围绕所述第三输入轴相对于所述第一万向节的旋转；第一对扭力梁，其被连接在所述第一和第二万向节之间并且沿着所述第一输入轴延伸，以便所述第一万向节相对于所述第二万向节围绕所述第一输入轴旋转；第二对扭力梁，其被连接在所述第二万向节和所述锚柱之间并且沿着所述第二输入轴延伸，以便所述第二万向节围绕所述第二输入轴旋转。