專利名稱：輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微機(jī)械陀螺儀，尤其涉及一種具有解耦特性的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微 機(jī)械陀螺儀。屬于微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微機(jī)械陀螺儀是基于微機(jī)電系統(tǒng)的慣性器件，可用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的角速度。和 傳統(tǒng)陀螺儀相比，微機(jī)械陀螺儀具有體積小，質(zhì)量輕，價(jià)格低廉，更適合大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。 傳統(tǒng)陀螺儀，包括機(jī)械陀螺儀，激光陀螺儀，光纖陀螺儀等等，一直廣范應(yīng)用于飛行器穩(wěn)定 控制，武器導(dǎo)航制導(dǎo)，汽車安全等領(lǐng)域，由于這些陀螺儀體積大，成本高而不適合應(yīng)用于消 費(fèi)類電子產(chǎn)品。近年來(lái)，隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)械陀螺儀正逐漸應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn) 品，如數(shù)碼相機(jī)的圖像穩(wěn)定，游戲機(jī)的控制手柄，手機(jī)功能控制，以及和微加速度傳感器構(gòu) 成的微導(dǎo)航儀等等。微機(jī)械陀螺儀主要由驅(qū)動(dòng)部分和感應(yīng)部分組成，由于其設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜性，目 前市場(chǎng)上出現(xiàn)的多為一軸和二軸陀螺儀，三軸陀螺儀的應(yīng)用一般是多個(gè)一軸或二軸陀螺儀 的正交裝配，或者將多個(gè)陀螺儀集成在單個(gè)芯片上，這些都達(dá)不到消費(fèi)電子類產(chǎn)品市場(chǎng)追 求小型化的目的。開(kāi)發(fā)單結(jié)構(gòu)三軸陀螺儀，已經(jīng)成為微機(jī)械陀螺儀研發(fā)的重要方向，目前已 知的單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀由意大利意法半導(dǎo)體公司開(kāi)發(fā)，它采用雙音叉式設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng) 和感應(yīng)均采用線性振動(dòng)。該產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于美國(guó)蘋果公司的iPh0ne4手機(jī)之中。隨著市場(chǎng) 的發(fā)展，消費(fèi)類電子產(chǎn)品需要更多的由單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀實(shí)現(xiàn)的功能。本發(fā)明采用輪式單結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)或感應(yīng)模式是通過(guò)角振動(dòng)實(shí)現(xiàn)，采用 電容式靜電驅(qū)動(dòng)和電容差動(dòng)輸出，結(jié)構(gòu)緊促，減小了陀螺儀體積，適合大批量生產(chǎn)，可實(shí)現(xiàn) 良好的測(cè)量精度和靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊促、成本低廉、制作工藝簡(jiǎn)單、具有較高品質(zhì)因 子而且可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)解耦的單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的的技術(shù)方案為一種輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，包括 玻璃襯底和單晶硅層，所述單晶硅層采用鍵合的方式固定設(shè)置在玻璃襯底上，其特征在于 所述單晶硅層位于玻璃襯底的中心位置，它包括中心支撐、水平軸結(jié)構(gòu)和ζ軸結(jié)構(gòu)，所述水 平軸結(jié)構(gòu)包括水平軸驅(qū)動(dòng)電極和水平軸質(zhì)量塊，所述Z軸結(jié)構(gòu)包括Z軸驅(qū)動(dòng)電極、Z軸質(zhì)量 塊和Z軸感應(yīng)電極，所述的中心支撐位于玻璃襯底的中心處，中心支撐以鍵合的形式固定 設(shè)置在玻璃襯底上，所述的水平軸驅(qū)動(dòng)電極、水平軸質(zhì)量塊、Z軸驅(qū)動(dòng)電極、Z軸質(zhì)量塊和Z 軸感應(yīng)電極位于中心支撐的外圍，所述玻璃襯底上對(duì)應(yīng)于水平軸質(zhì)量塊的安裝位置刻有凹 槽，所述凹槽內(nèi)沉積有金屬層，形成下極板，所述下極板與玻璃襯底上的信號(hào)引線相連。所述水平軸結(jié)構(gòu)還包括位于單晶硅層的水平軸輻條和水平軸轉(zhuǎn)弧，所述的水平軸 驅(qū)動(dòng)電極包括水平軸固定梳齒電極和水平軸活動(dòng)梳齒電極，所述水平軸輻條一端與中心支撐固定連接，所述水平軸輻條的另一端沿徑向均勻發(fā)散并與水平軸轉(zhuǎn)弧固定連接，所述 水平軸活動(dòng)梳齒電極固定于水平軸轉(zhuǎn)弧內(nèi)側(cè)，水平軸固定梳齒電極固定于玻璃襯底之上并 與所述水平軸活動(dòng)梳齒電極相貼合，所述水平軸質(zhì)量塊通過(guò)一對(duì)折形梁固定于水平軸轉(zhuǎn)弧 上；水平軸驅(qū)動(dòng)電極由水平軸固定梳齒電極、水平軸活動(dòng)梳齒電極組成。所述的ζ軸結(jié)構(gòu)還包括，ζ軸輻條、ζ軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧、ζ軸外轉(zhuǎn)弧和轉(zhuǎn)弧連接直梁，所述 ζ軸驅(qū)動(dòng)電極固定弧形梳齒和活動(dòng)弧形梳齒，所述ζ軸感應(yīng)電極包括軸固定梳齒電極和ζ軸 活動(dòng)梳齒電極，所述Z軸輻條一端與中心支撐固定連接，所述Z軸輻條的另一端沿徑向均勻 發(fā)散并與Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧固定連接，所述Z軸外轉(zhuǎn)弧通過(guò)轉(zhuǎn)弧連接直梁與Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧固定連接， 所述轉(zhuǎn)弧連接直梁通過(guò)弧形固定梁固定連接，所述Z軸活動(dòng)梳齒電極分為兩組，其中一組Z 軸活動(dòng)梳齒電極固定于Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧的內(nèi)側(cè)，另一組Z軸活動(dòng)梳齒電極固定于Z軸外轉(zhuǎn)弧的 外側(cè)，所述Z軸固定梳齒電極鍵合于玻璃襯底上，也分為兩組，其中一組Z軸固定梳齒電極 與固定在Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧的Z軸活動(dòng)梳齒電極相貼合，另一組與Z軸固定梳齒電極與固定在Z 軸外轉(zhuǎn)弧的Z軸活動(dòng)梳齒電極相貼合，所述Z軸質(zhì)量塊通過(guò)懸臂梁固定于所述轉(zhuǎn)弧連接直 梁上，所述活動(dòng)弧形梳齒固定于所述Z軸質(zhì)量塊上，所述固定活動(dòng)梳齒鍵合于玻璃襯底之 上并與所述活動(dòng)弧形梳齒貼合。所述水平軸質(zhì)量塊包括兩塊χ軸質(zhì)量塊和兩塊y軸質(zhì)量塊，χ軸質(zhì)量塊和y軸質(zhì)量 塊的外形相同，所述X軸質(zhì)量塊中心與所述中心支撐軸心的連線垂直于所述y軸質(zhì)量塊中 心與所述中心支撐軸心的連線，所述ζ軸質(zhì)量塊共有四塊，ζ軸質(zhì)量塊分布在χ軸質(zhì)量塊和 y軸質(zhì)量塊之間并且兩兩對(duì)稱。所述水平軸轉(zhuǎn)弧、ζ軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧、ζ軸外轉(zhuǎn)弧、轉(zhuǎn)弧連接直梁、 水平軸質(zhì)量塊、ζ軸質(zhì)量塊和弧形固定梁上均布置有孔。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為1)實(shí)現(xiàn)三軸的單結(jié)構(gòu)集成，結(jié)構(gòu)緊促，制 造工藝簡(jiǎn)單，適合大批量生產(chǎn)，價(jià)格低廉；2)各軸采用差模輸出，增加了輸出信號(hào)，提高了陀 螺儀的靈敏度，抑制了干擾信號(hào)3)實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)和感應(yīng)的完全解耦。


下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明 圖1是本發(fā)明輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀的立體示意圖；圖2是本發(fā)明輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀的單晶硅層主視圖； 圖3是圖2沿A-A的剖視圖；圖4是本發(fā)明輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀的玻璃襯底主視圖； 圖5是圖4沿B-B的剖視圖； 圖6是水平軸的驅(qū)動(dòng)模態(tài)示意圖； 圖7是水平軸的感應(yīng)模態(tài)示意圖； 圖8是ζ軸的驅(qū)動(dòng)模態(tài)示意圖； 圖9是ζ軸的感應(yīng)模態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1至圖5所示的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，包括玻璃襯底1和采用鍵合 的方式固定設(shè)置在玻璃襯底1上的單晶硅層2，所述單晶硅層2位于玻璃襯底1的中心位置，它包括中心支撐20、水平軸驅(qū)動(dòng)電極、水平軸質(zhì)量塊222、z軸驅(qū)動(dòng)電極、ζ軸質(zhì)量塊230 和ζ軸感應(yīng)電極，其中所述的中心支撐20位于玻璃襯底1的中心處，中心支撐20以鍵合的 形式固定在玻璃襯底1上，水平軸驅(qū)動(dòng)電極、水平軸質(zhì)量塊222、ζ軸驅(qū)動(dòng)電極、ζ軸質(zhì)量塊 230和ζ軸感應(yīng)電極位于中心支撐20的外圍，所述玻璃襯底上對(duì)應(yīng)于水平軸質(zhì)量塊的安裝 位置刻有凹槽，所述凹槽內(nèi)沉積有金屬層，形成下極板220，所述下極板與玻璃襯底上的信 號(hào)引線30相連。所述的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，其包括水平軸結(jié)構(gòu)和ζ軸結(jié)構(gòu)，所述水平 軸結(jié)構(gòu)包括位于單晶硅層1的水平軸輻條510、水平軸轉(zhuǎn)弧512、水平軸質(zhì)量塊222、水平軸 固定梳齒電極513和水平軸活動(dòng)梳齒電極514和以及位于玻璃襯底2上的下極板220，所述 水平軸輻條510 —端與中心支撐20固定連接，所述水平軸輻條510的另一端沿徑向均勻發(fā) 散并與水平軸轉(zhuǎn)弧512固定連接，所述水平軸活動(dòng)梳齒電極514固定于水平軸轉(zhuǎn)弧512內(nèi) 側(cè)，水平軸固定梳齒電極513固定于玻璃襯底1之上并與所述水平軸活動(dòng)梳齒電極514相 貼合，所述水平軸質(zhì)量塊222通過(guò)兩對(duì)折形梁221固定于水平軸轉(zhuǎn)弧512 ；水平軸的驅(qū)動(dòng)電 極由水平軸固定梳齒電極513和水平軸活動(dòng)梳齒電極514組成。水平軸質(zhì)量塊222和下極 板230組成水平軸感應(yīng)電容，水平軸質(zhì)量塊222包括兩塊χ軸質(zhì)量塊和兩塊y軸質(zhì)量塊，χ 軸質(zhì)量塊和y軸質(zhì)量塊的外形相同，所述χ軸質(zhì)量塊中心與所述中心支撐軸心的連線垂直 于所述y軸質(zhì)量塊中心與所述中心支撐軸心的連線，所以對(duì)應(yīng)的水平軸感應(yīng)電容分為χ軸 感應(yīng)電容和y軸感應(yīng)電容，χ軸感應(yīng)電容由χ軸質(zhì)量塊和對(duì)應(yīng)的下極板組成，y軸感應(yīng)電容 由y軸質(zhì)量塊和對(duì)應(yīng)的下極板組成，χ軸感應(yīng)電容用來(lái)感應(yīng)χ軸的角速度，y軸感應(yīng)電容用 來(lái)感應(yīng)y軸的角速度。ζ軸結(jié)構(gòu)包括ζ軸固定梳齒電極M2、z軸活動(dòng)梳齒電極Ml、z軸輻條539、z軸內(nèi) 轉(zhuǎn)弧517、z軸外轉(zhuǎn)弧518和轉(zhuǎn)弧連接直梁51，ζ軸質(zhì)量塊230，固定弧形梳齒233和活動(dòng)弧 形梳齒232。所述ζ軸輻條539 —端與中心支撐20固定連接，所述ζ軸輻條539的另一端 沿徑向均勻發(fā)散并與ζ軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧517固定連接，所述ζ軸外轉(zhuǎn)弧518通過(guò)轉(zhuǎn)弧連接直梁51 與ζ軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧517固定連接，所述轉(zhuǎn)弧連接直梁51通過(guò)弧形固定梁555固定連接，所述ζ 軸活動(dòng)梳齒電極541分為兩組，其中一組ζ軸活動(dòng)梳齒電極Ml固定于ζ軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧517的 內(nèi)側(cè)，另一組ζ軸活動(dòng)梳齒電極541固定于ζ軸外轉(zhuǎn)弧518的外側(cè)，所述ζ軸固定梳齒電極 542鍵合于玻璃襯底上，也分為兩組，其中一組ζ軸固定梳齒電極542與固定在ζ軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧 517的ζ軸活動(dòng)梳齒電極541相貼合，另一組與ζ軸固定梳齒電極542與固定在ζ軸外轉(zhuǎn)弧 518的ζ軸活動(dòng)梳齒電極541相貼合。所述ζ軸質(zhì)量塊230通過(guò)懸臂梁231固定于所述轉(zhuǎn) 弧連接直梁51上，所述活動(dòng)弧形梳齒232固定于所述ζ軸質(zhì)量塊230上，所述固定活動(dòng)梳 齒233鍵合于玻璃襯底1之上并與所述活動(dòng)弧形梳齒232貼合。ζ軸的驅(qū)動(dòng)電極由活動(dòng)弧 形梳齒232和固定弧形梳齒233組成；ζ軸的感應(yīng)電極包括ζ軸固定梳齒電極542和ζ軸 活動(dòng)梳齒電極討1。ζ軸質(zhì)量塊230共有四塊，ζ軸質(zhì)量塊分布在χ軸質(zhì)量塊和y軸質(zhì)量塊 之間并且兩兩對(duì)稱。所述水平軸轉(zhuǎn)弧512、z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧517、z軸外轉(zhuǎn)弧518、轉(zhuǎn)弧連接直梁51、水平軸質(zhì) 量塊222、ζ軸質(zhì)量塊230和弧形固定梁555上均布置有孔觀8。本發(fā)明的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，水平軸結(jié)構(gòu)采用角振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，水平 軸感應(yīng)模式為線振動(dòng)，ζ軸結(jié)構(gòu)采用線振動(dòng)驅(qū)動(dòng)，ζ軸感應(yīng)模式為角振動(dòng)。水平軸的輪式驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)角速度為 由此對(duì)質(zhì)量塊產(chǎn)生x，y方向的線速度，分別為!^,Uy, ζ軸直線式驅(qū)動(dòng)其速度為《ι，根據(jù)陀螺儀的原理，陀螺儀驅(qū)動(dòng)時(shí)，各軸質(zhì)量塊，在其對(duì)應(yīng)的角速度的 作用下哥氏加速度為X 軸= ^iyXiii1 , y 軸= 2^ Xmy, z 軸=SmaXeeisx，y軸的哥氏加速度方向是沿ζ向，ζ軸的哥氏加速度方向是沿切向。因此，感應(yīng)x，y 軸的感應(yīng)電容會(huì)由于水平軸質(zhì)量塊222的上下運(yùn)動(dòng)而發(fā)生相應(yīng)的變化，感應(yīng)ζ軸的感應(yīng)電 容會(huì)由于ζ軸質(zhì)量塊230的切向運(yùn)動(dòng)而發(fā)生相應(yīng)的變化。如圖6至圖9所示，利用CoventorWare軟件對(duì)陀螺儀進(jìn)行模態(tài)分析， Coventorffare是專業(yè)的MEMS器件設(shè)計(jì)軟件，圖6是水平軸驅(qū)動(dòng)模態(tài)示意圖，當(dāng)水平軸固定 梳齒電極513，水平軸活動(dòng)梳齒電極514在周期性交變電壓驅(qū)動(dòng)下，水平軸輻條510變形，水 平軸轉(zhuǎn)輪512帶動(dòng)水平軸質(zhì)量塊222作往復(fù)式角振動(dòng)，在振動(dòng)中，水平軸質(zhì)量塊222相對(duì)水 平軸轉(zhuǎn)弧512的位移很小可以忽略，由此陀螺儀工作時(shí)，水平軸質(zhì)量塊均按照給定角速度 繞中心做往復(fù)角振動(dòng)。因?yàn)樗捷S的下級(jí)板220的面積包含其與水平軸質(zhì)量塊222的正對(duì) 面積，因此，陀螺儀在驅(qū)動(dòng)時(shí)，水平軸無(wú)信號(hào)輸出；圖7是感應(yīng)水平軸角速度的模態(tài)示意圖， 折形梁221產(chǎn)生變形，水平軸質(zhì)量塊222 —方朝下運(yùn)動(dòng)，另一方朝上運(yùn)動(dòng)，這樣和下級(jí)板220 產(chǎn)生差動(dòng)電容輸出.由此，可以測(cè)量水平軸角速度，在感應(yīng)水平軸角速度的過(guò)程中，水平 軸轉(zhuǎn)弧512并沒(méi)有上下位移，所以感應(yīng)對(duì)驅(qū)動(dòng)不產(chǎn)生影響。因此，水平軸結(jié)構(gòu)可以用來(lái)測(cè)量 水平軸的角速度，并且可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和感應(yīng)的互相解耦。圖8是ζ軸驅(qū)動(dòng)模態(tài)示意圖，懸 臂梁231產(chǎn)生變形，每個(gè)ζ軸質(zhì)量塊230作往復(fù)徑向運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)時(shí)，ζ軸輻條539沒(méi)有變形， 因此驅(qū)動(dòng)對(duì)感應(yīng)輸出沒(méi)有影響。圖9是ζ軸感應(yīng)模態(tài)示意圖，ζ軸輻條539變形，整個(gè)感應(yīng) 結(jié)構(gòu)繞中心旋轉(zhuǎn)，ζ軸活動(dòng)梳齒Ml，ζ軸固定梳齒542組成電容發(fā)生變化，上部的兩個(gè)電容 和下部的兩個(gè)電容形成差動(dòng)輸出，因?yàn)榛⌒位顒?dòng)梳齒232包容其與弧形固定梳齒233的正 對(duì)面積，這樣感應(yīng)時(shí)，不會(huì)影響驅(qū)動(dòng)電容進(jìn)而不會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生影響。因此，ζ軸結(jié)構(gòu)可以用 來(lái)測(cè)量ζ軸的角速度，并且可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和感應(yīng)的互相解耦。以上只是本發(fā)明的一個(gè)例子，而任何人員有可能在不脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)對(duì) 設(shè)計(jì)作出更改或者變動(dòng)，但這些應(yīng)當(dāng)理解為仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，包括玻璃襯底和單晶硅層，所述單晶硅層采用 鍵合的方式固定設(shè)置在玻璃襯底上，其特征在于所述單晶硅層位于玻璃襯底的中心位置， 它包括中心支撐、水平軸結(jié)構(gòu)和Z軸結(jié)構(gòu)，所述水平軸結(jié)構(gòu)包括水平軸驅(qū)動(dòng)電極和水平軸 質(zhì)量塊，所述Z軸結(jié)構(gòu)包括Z軸驅(qū)動(dòng)電極、Z軸質(zhì)量塊和Z軸感應(yīng)電極，所述的中心支撐位 于玻璃襯底的中心處，中心支撐以鍵合的形式固定設(shè)置在玻璃襯底上，所述的水平軸驅(qū)動(dòng) 電極、水平軸質(zhì)量塊、Z軸驅(qū)動(dòng)電極、Z軸質(zhì)量塊和Z軸感應(yīng)電極位于中心支撐的外圍，所述 玻璃襯底上對(duì)應(yīng)于水平軸質(zhì)量塊的安裝位置刻有凹槽，所述凹槽內(nèi)沉積有金屬層，形成下 極板，所述下極板與玻璃襯底上的信號(hào)引線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，其特征在于所述水平軸結(jié) 構(gòu)還包括位于單晶硅層的水平軸輻條和水平軸轉(zhuǎn)弧，所述的水平軸驅(qū)動(dòng)電極包括水平軸固 定梳齒電極和水平軸活動(dòng)梳齒電極，所述水平軸輻條一端與中心支撐固定連接，所述水平 軸輻條的另一端沿徑向均勻發(fā)散并與水平軸轉(zhuǎn)弧固定連接，所述水平軸活動(dòng)梳齒電極固定 于水平軸轉(zhuǎn)弧內(nèi)側(cè)，水平軸固定梳齒電極固定于玻璃襯底之上并與所述水平軸活動(dòng)梳齒電 極相貼合，所述水平軸質(zhì)量塊通過(guò)一對(duì)折形梁固定于水平軸轉(zhuǎn)弧上；水平軸驅(qū)動(dòng)電極由水 平軸固定梳齒電極、水平軸活動(dòng)梳齒電極組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，其特征在于所述的ζ軸結(jié) 構(gòu)還包括，Z軸輻條、Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧、Z軸外轉(zhuǎn)弧和轉(zhuǎn)弧連接直梁，所述Z軸驅(qū)動(dòng)電極包括固定 弧形梳齒和活動(dòng)弧形梳齒，所述Z軸感應(yīng)電極包括Z軸固定梳齒電極和Z軸活動(dòng)梳齒電極， 所述Z軸輻條一端與中心支撐固定連接，所述Z軸輻條的另一端沿徑向均勻發(fā)散并與Z軸 內(nèi)轉(zhuǎn)弧固定連接，所述Z軸外轉(zhuǎn)弧通過(guò)轉(zhuǎn)弧連接直梁與Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧固定連接，所述轉(zhuǎn)弧連接 直梁通過(guò)弧形固定梁固定連接，所述Z軸活動(dòng)梳齒電極分為兩組，其中一組Z軸活動(dòng)梳齒電 極固定于Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧的內(nèi)側(cè)，另一組Z軸活動(dòng)梳齒電極固定于Z軸外轉(zhuǎn)弧的外側(cè)，所述Z軸 固定梳齒電極鍵合于玻璃襯底上，也分為兩組，其中一組Z軸固定梳齒電極與固定在Z軸內(nèi) 轉(zhuǎn)弧的Z軸活動(dòng)梳齒電極相貼合，另一組與Z軸固定梳齒電極與固定在Z軸外轉(zhuǎn)弧的Z軸 活動(dòng)梳齒電極相貼合，所述Z軸質(zhì)量塊通過(guò)懸臂梁固定于所述轉(zhuǎn)弧連接直梁上，所述活動(dòng) 弧形梳齒固定于所述Z軸質(zhì)量塊上，所述固定活動(dòng)梳齒鍵合于玻璃襯底之上并與所述活動(dòng) 弧形梳齒貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，其特征在于所述水平軸質(zhì) 量塊包括兩塊X軸質(zhì)量塊和兩塊1軸質(zhì)量塊，X軸質(zhì)量塊和1軸質(zhì)量塊的外形相同，所述X 軸質(zhì)量塊中心與所述中心支撐軸心的連線垂直于所述y軸質(zhì)量塊中心與所述中心支撐軸 心的連線，所述ζ軸質(zhì)量塊共有四塊，ζ軸質(zhì)量塊分布在Χ軸質(zhì)量塊和y軸質(zhì)量塊之間并且 兩兩對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，其特征在于所述水平軸轉(zhuǎn) 弧、Z軸內(nèi)轉(zhuǎn)弧、Z軸外轉(zhuǎn)弧、轉(zhuǎn)弧連接直梁、水平軸質(zhì)量塊、Z軸質(zhì)量塊和弧形固定梁上均布 置有孔。
全文摘要
本發(fā)明的輪式單結(jié)構(gòu)三軸微機(jī)械陀螺儀，其特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)模式或感應(yīng)模式是通過(guò)平面內(nèi)的角振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用雙驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，x軸和y軸結(jié)構(gòu)采用同一角振動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，感應(yīng)模式為線振動(dòng)，z軸結(jié)構(gòu)采用線振動(dòng)式驅(qū)動(dòng)，感應(yīng)模式為角振動(dòng)。x軸和y軸結(jié)構(gòu)各兩組，分別沿x軸和y軸分布，z軸結(jié)構(gòu)共四組，分布在x軸結(jié)構(gòu)和y軸結(jié)構(gòu)之間并且兩兩對(duì)稱。x,y,z軸均實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)與檢測(cè)的互相解耦。
文檔編號(hào)G01C19/5684GK102052920SQ201010555399
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者孫博華, 王琳 申請(qǐng)人:孫博華