[发明专利]MEMS陀螺仪

说明书

本发明提供了一种MEMS陀螺仪，包括换能器、锚点结构、谐振环和设置于所述谐振环与所述锚点结构之间的若干质量块，所述锚点结构与所述质量块之间通过弹性组件相连接，所述弹性组件能够提供所述质量块沿所述谐振环径向方向的回复力，所述质量块与所述谐振环之间通过第一弹性件相连接，所述第一弹性件能够提供所述谐振环沿所述谐振环周向方向的回复力，使所述谐振环与所述质量块间只发生沿周向方向的相对位移；所述质量块关于所述MEMS陀螺仪的中心呈圆周分布，且所述质量块关于所述中心旋转对称，所述质量块的个数为8的整数倍；所述换能器关于所述中心呈圆周分布，且所述换能器关于所述中心旋转对称，所述换能器的个数为8的整数倍。本发明的MEMS陀螺仪具有更高的机电耦合水平、抗干扰能力以及灵敏度。

【技术领域】

本发明涉及陀螺仪技术领域，具体涉及一种MEMS陀螺仪。

【背景技术】

陀螺仪是测量载体相对惯性空间旋转运动的传感器，是运动测量、惯性导航、制导控制等应用的核心器件。

采用MEMS(Micro Electro Mechanical systems)技术加工的陀螺仪是MEMS(Micro Electro Mechanical systems)陀螺仪，也叫微机械陀螺仪，其中MEMS固体波动陀螺是被认为最具有高性能潜力的一种陀螺仪，它的主要类型包括MEMS多环陀螺仪和微半球谐振陀螺仪。

MEMS多环环形陀螺仪是MEMS多环陀螺仪中的典型代表。现有技术中的多环环形陀螺仪包括中心锚点和设置于锚点外围的谐振环，在该结构中，换能器通常只能设置于谐振环外侧或谐振环上，换能器的分布空间比较小，降低了陀螺仪的机电耦合水平，导致陀螺的灵敏度难以提升。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种MEMS陀螺仪，拓展换能器的分布空间，提高陀螺的机电耦合水平，以及提高陀螺的灵敏度。

本发明的技术方案如下：

一种MEMS陀螺仪，包括换能器、锚点结构、谐振环和设置于所述谐振环与所述锚点结构之间的若干质量块，所述锚点结构与所述质量块之间通过弹性组件相连接，所述弹性组件能够提供所述质量块沿所述谐振环径向方向的回复力，所述质量块与所述谐振环之间通过第一弹性件相连接，所述第一弹性件能够提供所述谐振环沿所述谐振环周向方向的回复力，使所述谐振环与所述质量块之间发生沿周向方向的相对位移；

所述质量块关于所述MEMS陀螺仪的中心呈圆周分布，且所述质量块关于所述中心旋转对称，所述质量块的个数为8的整数倍；

所述换能器关于所述中心呈圆周分布，且所述换能器关于所述中心旋转对称，所述换能器的个数为8的整数倍。

本发明的有益效果在于：

通过对谐振环增加设置于锚点结构与谐振环之间的质量块，使得单个质量块的形状和体积不受谐振环结构的约束，体积更大，质量更重，能够显著提高陀螺仪的灵敏度，且能与谐振环和锚点结构通过刻蚀一体成型，工艺简便，降低生产成本。

质量块的增加使质量块上、相邻质量块之间、质量块与谐振环之间均可以设置换能器，拓展了换能器的分布空间，能够增大换能器面积，增加换能器数量，降低陀螺仪的驱动电压，提高陀螺仪的机电耦合水平，以及提高陀螺仪的灵敏度。

【附图说明】

图1是本发明一具体实施例的MEMS陀螺仪的结构示意图。

图2是图1所示结构的部分放大结构示意图。

图3是图1所示结构处于驱动模态的受力示意图。

图4是图1所示结构处于检测模态的受力示意图。

图5是本发明另一具体实施例的MEMS陀螺仪的结构示意图。

【具体实施方式】