[发明专利]一种硅微电容式二维集成加速度传感器

权利要求书

1.一种硅微电容式二维集成加速度传感器，其特征在于：包括基底（1）、固定支撑（2）、横截面为“工”字形的内惯性质量块（3）、中空结构的外惯性质量块（4）、固定齿枢（5）、固定梳齿（6）、可动梳齿（7）、X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）、Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）和止挡（10）；

所述外惯性质量块（4）的内孔横截面为“工”字形，基底（1）上设有四根竖直向上的固定支撑（2），四根固定支撑（2）分布在靠近外惯性质量块（4）内孔的四角处；以“工”字形内孔的左右为X轴方向，前后为Y轴方向；“工”字形的内孔的四角处内分别设有沿X轴方向布置、且开口向外的Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）和沿Y轴方向布置、且开口向内的X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）；

四根Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）的一端固定在对应侧的固定支撑（2）上，另一端固定在外惯性质量块（4）的内壁上，外惯性质量块（4）通过四根Y方向主变形的“U”字形折叠梁（9）悬空连接在基底（1）上方；

四根X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）的一端固定在对应侧的固定支撑（2）上，另一端固定在内惯性质量块（3）上，内惯性质量块（3）通过四根X方向主变形的“U”字形折叠梁（8）悬空连接在基底（1）的上方、且位于外惯性质量块（4）的内孔中；

靠近所述内惯性质量块（3）的左右两侧的内凹壁分别沿Y轴方向各设有两个固定齿枢（5），左右两侧的固定齿枢（5）的底部固定在基底（1）上，左右两侧的固定齿枢（5）沿Y轴方向均布设有数个伸向外侧的固定梳齿（6）；所述外惯性质量块（4）的内孔左右两侧的凸壁上沿Y轴方向均布设有数个伸向内侧的可动梳齿（7）；靠近左后侧和靠近右后侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器C_Ay；靠近左前侧和靠近右前侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从另一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器C_By； 

靠近所述外惯性质量块（4）的内孔前后两侧的内壁分别沿X轴方向各设有两个固定齿枢（5），前后两侧的固定齿枢（5）的底部固定在基底（1）上；前后两侧的固定齿枢（5）上沿X轴方向均布设有数个伸向内侧的固定梳齿（6），所述内惯性质量块（3）的前后两侧的外壁上沿X轴方向均布设有数个伸向外侧的可动梳齿（7）；靠近后左侧和靠近前左侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器C_Bx；靠近后右侧和靠近前右侧的固定齿枢（5）上的固定梳齿（6）分别从另一侧插入对应侧的可动梳齿（7）内，并与对应侧的可动梳齿（7）交叉分布构成电容器C_Ax。

2.根据权利要求1所述的硅微电容式二维集成加速度传感器，其特征在于：所述可动梳齿（7）与对应侧的固定梳齿（6）形成定齿偏置结构。

3.根据权利要求1或2所述的硅微电容式二维集成加速度传感器，其特征在于：所述内惯性质量块（3）的四角处分别设有在X轴方向与固定支撑（2）对应的止挡（10），所述内惯性质量块（3）上的四个止挡（10）分别靠近对应侧的固定支撑（2），并与对应侧的固定支撑（2）之间的距离小于前后两侧的固定梳齿（6）与对应侧相邻可动梳齿（7）之间的最小距离；所述外惯性质量块（4）的内孔四角处分别设有在Y轴方向与固定支撑（2）对应的止挡（10），所述外惯性质量块（4）的内孔壁上的四个止挡（10）分别靠近对应侧的固定支撑（2），并与对应侧的固定支撑（2）之间的距离小于左右两侧的固定梳齿（6）与对应侧相邻可动梳齿（7）之间的最小距离。