[发明专利]一种离面检测陀螺仪

说明书

本发明提供一种离面检测陀螺仪，其包括：左框架结构，其位于中心点A左侧，其内定义有第一空间，其能够沿X轴进行谐振运动；右框架结构，其位于中心点A右侧，其内定义有第二空间，其能够沿X轴进行与左框架结构反向的谐振运动；左移动质量块，其位于左框架结构的第一空间，其通过第一倾斜挠性梁与左框架结构相连；左敏感质量块，其位于左框架结构的第一空间，其通过第一敏感挠性梁与左移动质量块相连；右移动质量块，其位于右框架结构的第二空间，其通过倾斜挠性梁与右框架结构相连；右敏感质量块，其位于右框架结构的第二空间，其通过第二敏感挠性梁与右移动质量块相连。与现有技术相比，本发明设计合理紧凑，可靠性好，检测精度高。

【技术领域】

本发明涉及微机械系统技术领域，尤其涉及一种具有高检测精度的离面检测陀螺仪。

【背景技术】

陀螺是用于测量角速率的传感器，是惯性技术的核心器件之一，在现代工业控制、航空航天、国防军事及消费电子等领域发挥着重要作用。

传统的离轴陀螺仪为单质量块结构，驱动时驱动框架带动敏感质量块运动，检测时，敏感质量块发生离面运动，用来检测X/Y轴角速率；常见的双框架结构陀螺仪多为面内检测，少有用来检测离轴角速率。参见中国发明专利CN109737943A和CN108507555A，均公开了一种双框架MEMS陀螺仪，公开的微陀螺结构设计精巧，驱动时沿X方向运动，当敏感到哥氏力时，敏感质量块沿Y方向运动，该结构主要用于检测面内Z轴角速率；继续参考中国发明专利CN109059893A，主要公开了一个单片双轴陀螺仪，该结构设计巧妙，驱动时所述驱动模块会带动所述正方形框架和纵向条形X轴检测板沿Y轴发生运动，当敏感到X轴有角速率输入时，所述纵向条形X轴检测板沿Z轴发生运动，其通过X轴检测疏齿电容变化可得到X轴角速率；当敏感到Z轴有角速率输入时，所述正方形框架沿Y轴发生运动，其通过Z轴检测疏齿电容变化可得到Z轴角速率。但是，该陀螺仪结构离轴角速率检测精度较低。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决离轴陀螺仪检测精度低的问题。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种离面检测陀螺仪，其采用双框架结构，一方面，其结构设计新颖，通过巧妙的倾斜挠性梁结构和质量块设计，实现了离轴角速率检测；另一方面，其设计合理紧凑，可靠性好，工艺简单，检测精度高。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种离面检测陀螺仪，其包括：左框架结构，其位于中心点A的左侧，其内定义有第一空间，所述左框架结构能够沿X轴进行谐振运动；右框架结构，其位于所述中心点A的右侧，其内定义有第二空间，所述右框架结构与所述左框架结构平行且间隔预定距离，其能够沿X轴进行与所述左框架结构反向的谐振运动；左移动质量块，其位于所述左框架结构的第一空间内，其通过第一倾斜挠性梁与所述左框架结构相连；左敏感质量块，其位于所述左框架结构的第一空间内，其通过第一敏感挠性梁与所述左移动质量块相连；右移动质量块，其位于所述右框架结构的第二空间内，其通过第二倾斜挠性梁与所述右框架结构相连；右敏感质量块，其位于所述右框架结构的第二空间内，其通过第二敏感挠性梁与所述右移动质量块相连。

与现有技术相比，本发明设计的离面检测陀螺仪采用双框架结构，可用于X/Y轴角速率检测，框架结构内巧妙的设置了移动质量块、敏感质量块和挠性梁结构，驱动时移动质量块带动敏感质量块发生运动；检测时移动质量块发生倾斜(或离面倾斜)，敏感质量块可沿Z轴发生垂直上下运动(或离面运动)；挠性梁结构可将平面内运动转换为平面外运动，从而使本发明设计的离面检测微陀螺结构设计合理紧凑，可靠性好，工艺简单，检测精度高。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明在一个实施例中的离面检测陀螺仪的整体结构示意图；