[发明专利]一种微机电轮式双水平轴陀螺

权利要求书

1.一种微机电轮式双水平轴陀螺，用于检测围绕水平面内X、Y轴的旋转，其特征在于：它包括外框(101)、外环(102)、内框(103)、内环(104)、中心敏感质量块(105)、驱动梳齿(106)、驱动检测梳齿(107)、驱动连接梁(108)、连接梁(110，113，114)、扭转梁(111，112)、检测电极(401，402，403，404)、锚点(109，115)和衬底(500)，整个陀螺结构同时关于器件平面的X轴和Y轴对称，即关于器件结构中心中心对称，

所述驱动梳齿(106)包括可动驱动梳齿(1061)和固定驱动梳齿(1062)；所述驱动检测梳齿(107)包括可动驱动检测梳齿(1071)和固定驱动检测梳齿(1072)；所述可动驱动梳齿(1061)连接在所述外框(101)上；所述可动驱动检测梳齿(1071)连接在所述内框(103)上；

所述外框(101)一方面通过所述驱动连接梁(108)和所述锚点(109)连接，另一方面通过所述连接梁(110)和所述外环(102)连接；所述内框(103)一方面通过位于所述陀螺结构中间的所述连接梁(114)和位于所述陀螺结构中间的所述锚点(115)连接，另一方面通过所述连接梁(113)和所述内环(104)连接；其中，所述中心敏感质量块(105)位于所述外环(102)和所述内环(104)之间；所述中心敏感质量块(105)一方面通过所述扭转梁(111)和所述外环(102)连接，另一方面通过所述扭转梁(112)和所述内环(104)连接；连接在所述外环(102)上的所述连接梁(110)和所述扭转梁(111)在器件平面内，并且相互垂直；连接在所述内环(104)上的所述连接梁(113)和所述扭转梁(112)在器件平面内，并且相互垂直；用于使所述双水平轴陀螺的两个检测模态相互解耦、驱动模态和检测模态之间的相互解耦；

所述检测电极(401，402，403，404)位于所述中心敏感质量块(105)下方并固定在所述衬底(500)上，结构层通过所述锚点(109，115)和所述衬底(500)固定连接。

2.如权利要求1所述的一种微机电轮式双水平轴陀螺，其特征在于：静电力驱动所述驱动梳齿(106)，驱动方式采用单边驱动或双边驱动。

3.如权利要求1所述的一种微机电轮式双水平轴陀螺，其特征在于：所述驱动梳齿(106)位于陀螺结构最外端，所述驱动连接梁(108)分布在所述外框(101)外端，位于陀螺结构中间的所述中心连接梁(114)和位于陀螺结构中间的所述中心锚点(115)固定相连，用于减少驱动模态到检测模态的耦合。

4.如权利要求1或权利要求3所述的一种微机电轮式双水平轴陀螺，其特征在于：位于所述陀螺结构中间的所述连接梁(114)过结构几何中心并关于结构几何中心呈中心对称分布，位于所述陀螺结构中间的所述锚点(115)关于结构几何中心呈中心对称分布。

5.如权利要求1所述的一种微机电轮式双水平轴陀螺，其特征在于：所述外框(101)、外环(102)、内框(103)、内环(104)和中心敏感质量块(105)包括圆环形结构。

6.如权利要求1所述的一种微机电轮式双水平轴陀螺，其特征在于：陀螺的驱动状态为驱动梳齿(106 )驱动所述外框(101)带动整个结构绕垂直于器件平面的轴向做角振动；当有水平方向X方向的角速度输入时，所述中心敏感质量块(105)受到科尔奥利力将通过所述扭转梁(111)绕Y轴旋转，通过所述X方向的检测电极(403，404)差分检测可以得到输入X方向角速度；当有水平方向Y方向的角速度输入时，所述中心敏感质量块(105)受到科尔奥利力将通过所述扭转梁(112)绕X轴旋转，通过所述Y方向的检测电极(401，402)差分检测可以得到输入X方向角速度。