[发明专利]微机械整体式六轴惯性传感器

权利要求书

1.一种六自由度(6-DOF)惯性测量系统，包括装置层、粘合到所述装置层的第一面上的帽晶片、和粘合到所述装置层的第二面上的通孔晶片，

其中所述装置层包括在x-y面中形成的单质量块六轴惯性传感器，所述单质量块六轴惯性传感器包括：

主质量块部件，悬置在单中心支架上，所述主质量块部件包括向外朝所述六轴惯性传感器的边缘延伸的放射状部分；

中心悬置系统，被配置为在所述单中心支架上悬置所述六轴惯性传感器；和

驱动电极，包括移动部分和固定部分，所述移动部分连接到所述放射状部分上，其中，所述驱动电极和所述中心悬置系统被配置为使所述六轴惯性传感器围绕垂直于x-y面的z轴以驱动频率振动；

其中所述帽晶片和所述通孔晶片被配置为封装所述单质量块六轴惯性传感器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单质量块六轴惯性传感器包括第一x轴质量块部件和第二x轴质量块部件，所述第一x轴质量块部件和所述第二x轴质量块部件通过多功能柔性轴承连接到所述主质量块部件上。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多功能柔性轴承被配置为使得所述第一x轴质量块部件和第二x轴质量块部件能够沿x轴同相或反相移动。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多功能柔性轴承被配置为使得所述第一x轴质量块部件和第二x轴质量块部件能够响应于x轴加速度而沿x轴同相移动。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述多功能柔性轴承被配置为使得所述第一x轴质量块部件和第二x轴质量块部件能够响应于z轴旋转而沿x轴反相移动。

6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多功能柔性轴承被配置为使得所述第一x轴质量块部件和第二x轴质量块部件中的每一个能够响应于z轴加速度而围绕y轴旋转。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多功能柔性轴承中的至少一个为细长的并在所述主质量块部件与所述第一x轴质量块部件之间沿y轴延伸。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述至少一个多功能柔性轴承被配置为在扭矩作用下围绕一平行于y轴的轴弯曲。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，四个多功能柔性轴承将所述单质量块连接到所述第一x轴质量块部件和第二x轴质量块部件上，其中，对于每个多功能柔性轴承，存在关于x-z面成镜像关系的相对立的多功能轴承并存在关于y-z面成镜像关系的另一多功能轴承。

10.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一x轴质量块部件和所述第二x轴质量块部件由沿y轴延伸的细长的反相柔性轴承所连接。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，两个反相柔性轴承在x-z面的相对侧将所述第一x轴质量块部件连接到所述第二x轴质量块部件上。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述两个反相柔性轴承中的每一个在所述第一x轴质量块和所述第二x轴质量块之间沿x轴以Z字形延伸。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单质量块呈四边形，其中，所述单中心支架位于所述四边形的中心，且其中，所述主质量块部件包括四个放射状部分，所述四个放射状部分向外朝所述六轴惯性传感器的四个角延伸。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，所述驱动电极包括与多个固定棘爪相互交错的多个移动的棘爪，其中，所述固定棘爪固定在所述通孔晶片上。

15.根据权利要求1所述的系统，包括：

第一电极，位于所述装置层面内且被配置为检测z轴角旋转、x轴加速度和y轴加速度；以及

第二电极，位于所述装置层面外且被配置为检测z轴加速度、x轴角旋转和y轴角旋转。