[发明专利]抗环境振动影响的微机械陀螺仪

说明书

本发明公开了一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪，包括第一结构、第二结构和耦合梁，第一结构和第二结构通过耦合梁连接且关于耦合梁对称，耦合梁仅允许第一结构和第二结构反向运动；第一结构包括第一框架、第一驱动质量块、第二驱动质量块、第一驱动耦合梁、第一梳齿驱动电极、第一梳齿检测电极、第一支撑梁和第二支撑梁；第二结构包括第二框架、第三驱动质量块、第四驱动质量块、第二驱动耦合梁、第二梳齿驱动电极、第二梳齿检测电极、第三支撑梁和第四支撑梁。本发明微机械陀螺仪可抑制线振动和角振动的影响。

技术领域

本发明涉及微机械陀螺仪技术领域，特别地，涉及一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪。

背景技术

微机械陀螺仪是基于科氏力原理工作，如图1所示。质量块在驱动力的作用下在X方向上运动(振动)。但外界有角速度时，质量块受到Y方向的科氏力作用，使得质量块在Y方向运动(振动)。质量块在Y方向的位移与角速度成正比，通过检测质量块的位移即可得到角速度。但是，微机械陀螺仪在实际应用中，常常受到环境振动的影响，这是因为环境振动的加速度同样可以引起质量块在检测方向上运动，从而干扰正常的角速度信号。

为抑制环境振动的影响，现在比较常见的设计是采用音叉或者双音叉(四质量块)结构，然后采用差分检测电容的方法。这种方法在一定程度上可以减小环境振动的影响，但是存在以下缺点：首先，这种方法没有消除振动引起的检测位移，导致检测电容变化的非线性非常严重，会引起交调效应；其次，该方法的效果一定程度上取决于差分电容的匹配是否良好，对加工工艺提出了较高要求，不利于提高产品的良率和降低产品的成本。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种抗环境振动影响的微机械陀螺仪，包括：

第一结构(1)、第二结构(2)和耦合梁(3)；第一结构(1)和第二结构(2)通过耦合梁(3)连接且关于耦合梁(3)对称，耦合梁(3)仅允许第一结构(1)和第二结构(2)反向运动；

第一结构(1)包括第一框架(11)、第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一梳齿检测电极(16)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)；其中，第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)、第一驱动耦合梁(14)、第一梳齿驱动电极(15)、第一支撑梁(17)和第二支撑梁(18)均设于第一框架(11)内；第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)通过第一驱动耦合梁(14)连接且关于第一驱动耦合梁(14)对称，第一驱动耦合梁(14)促使第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)等位移反向运动；第一梳齿驱动电极(15)分布于第一驱动质量块(12)和第二驱动质量块(13)四周，第一梳齿检测电极(16)分布于第一框架(11)四周；第一支撑梁(17)用来连接衬底与第一框架(11)；第二支撑梁(18)用来将第一驱动质量块(12)、第二驱动质量块(13)与第一框架(11)连接；

第二结构(2)包括第二框架(21)、第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第二梳齿检测电极(26)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)；其中，第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)、第二驱动耦合梁(24)、第二梳齿驱动电极(25)、第三支撑梁(27)和第四支撑梁(28)设于第二框架(21)内；第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)通过第二驱动耦合梁(24)连接且关于第二驱动耦合梁(24)对称，第二驱动耦合梁(24)促使第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)等位移反向运动；第二梳齿驱动电极(25)分布于第三驱动质量块(22)和第四驱动质量块(23)四周，第二梳齿检测电极(26)分布于第二框架(21)四周；第三支撑梁(27)用来连接衬底与第二框架(21)；第四支撑梁(28)用来将第三驱动质量块(22)、第四驱动质量块(23)与第二框架(21)连接。