[实用新型]四质量块全解耦电容式单轴微机械陀螺仪

摘要

本实用新型公开了一种四质量块全解耦电容式单轴微机械陀螺仪，包括衬底、四个质量块、驱动结构、检测结构和弹性连接结构；驱动结构包括驱动框架，驱动梳齿电极组和驱动反馈梳齿电极组，驱动梳齿电极组包括四组第一驱动齿和八组第二驱动齿，驱动反馈梳齿电极组分为四组，分别位于驱动框架的上下左右之外；四个质量块悬浮在衬底之上，分别位于驱动反馈梳齿电极组的外侧并对称分布；检测结构包括四组检测框架和四组检测梳齿电极组，四组检测框架浮在衬底之上也呈正方形排列，上述各个结构之间通过所述弹性连接结构连接。本实用新型的驱动框架和检测框架由相互独立的弹性梁约束，其运动只与质量块关联，它们之间的运动是相互独立的，实现了全解耦。

主权项

一种四质量块全解耦电容式单轴微机械陀螺仪，其特征在于，包括衬底、四个质量块、驱动结构、检测结构和弹性连接结构；所述驱动结构包括驱动框架，驱动梳齿电极组和驱动反馈梳齿电极组；所述驱动框架悬浮在所述衬底之上呈正方形排列，并且其中心与所述衬底中心重合；所述驱动梳齿电极组包括驱动活动梳齿电极和驱动固定梳齿电极；所述驱动反馈梳齿电极组包括驱动反馈活动梳齿电极和驱动反馈固定梳齿电极；所述驱动活动梳齿电极和驱动反馈活动梳齿电极分别连接在所述驱动框架上，所述驱动固定梳齿电极和驱动反馈固定梳齿电极分别固定于所述衬底上；所述驱动梳齿电极组包括四组第一驱动齿和八组第二驱动齿；所述四组第一驱动齿分别沿从所述衬底中心出发的射线方向排列，分别位于正交的X轴和Y轴组成的正交坐标系的左上、右上、左下、右下45度的位置；所述八组第二驱动齿的其中两组分别位于其中一组所述第一驱动齿的两侧，也沿从所述衬底中心出发的射线方向排列并与第一驱动齿呈一固定的夹角的位置上；所述驱动反馈梳齿电极组分为四组，分别位于所述驱动框架的上、下、左、右之外，并对称设置；四个所述质量块悬浮在所述衬底之上，分别位于驱动框架的上、下、左、右四个方向并对称分布，分别位于所述驱动反馈梳齿电极组的外侧；所述检测结构包括四组检测框架和四组检测梳齿电极组，所述四组检测框架浮在所述衬底之上也呈正方形排列，所述检测梳齿电极组包括第一活动梳齿电极和第一固定梳齿电极，所述第一活动梳齿电极连接在所述检测框架上，所述第一固定梳齿电极固定于衬底之上；所述弹性连接结构包括多个第一U型折叠梁、第二U型折叠梁、“中”字型折叠梁、第一L型折叠梁、第二L型折叠梁和U型脐带梁；所述四个质量块分别通过四个所述第一U型折叠梁和两个第二U型折叠梁与所述驱动框架、检测框架连接，其中，四个所述第一U型折叠梁悬浮在衬底之上，一端连接于所述检测框架的内侧，另一端连接于质量块的外侧；两个所述第二U型折叠梁悬浮在衬底之上，一端连接于所述质量块上端外侧，另一端连接于所述驱动框架的外侧；所述驱动框架通过四个所述“中”字型折叠梁与所述衬底连接，四个所述“中”字型折叠梁均布在所述驱动框架的内侧，其一端连接所述驱动框架，另一端通过第一锚点固定于所述衬底上；所述第一L型折叠梁为四个，分布于所述检测框架外侧的上、下、左、右四个位置，每个所述第一L型折叠梁的一端连接于检测框架的下端外侧，另一端通过第二锚点固定于所述衬底上；第二L型折叠梁也为四个，其一端连接于所述检测框架的上端外侧，另一端通过第三锚点固定于衬底上；所述U型脐带梁为四组，分别将相邻的检测框架相连以实现四个检测框架的同步收缩或者扩张。