四质量块全解耦电容式单轴微机械陀螺仪

摘要

本发明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、驱动结构、四个质量块、检测结构以及弹性连接结构；驱动结构包括四组驱动框架和电极组，质量块悬浮于衬底之上，也呈上下左右对称分布；检测结构包括检测框架和多个检测梳齿电极组，检测框架为全对称的圆形结构,检测梳齿电极组沿检测框架均匀分布；L型折叠梁与驱动框架和衬底连接，第一U型折叠梁悬浮于衬底之上，与驱动框架和质量块连接；第二U型折叠梁悬浮于衬底之上，与质量块和检测框架连接，叉指型折叠梁与检测框架和底连接，U型脐带梁用于连接相邻的两组驱动框架。本发明的驱动框架和检测框架相互独立，实现了全解耦，径向的缩张的驱动模式，保证了整个结构的协调性。

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、驱动结构、四个质量块、检测结构以及弹性连接结构；所述驱动结构包括四组驱动框架，以及分别与所述四组驱动框架相匹配的四组驱动梳齿电极组和四组驱动反馈梳齿电极组，所述四组驱动框架分别位于正交的X轴和Y轴的轴线上，呈上下左右对称分布；所述驱动梳齿电极组包括相对设置的第一活动梳齿电极和第一固定梳齿电极，所述驱动反馈梳齿电极组包括相对设置的第二活动梳齿电极和第二固定梳齿电极；所述第一固定梳齿电极和第二固定梳齿电极分别固定于所述衬底上，所述第一活动梳齿电极和第二活动梳齿电极分别连接在所述驱动框架上；所述质量块悬浮于所述衬底之上，分别位于所述X轴和Y轴轴线上，也呈上下左右对称分布；所述检测结构包括检测框架和多个检测梳齿电极组，检测框架为全对称的圆形结构，所述圆形结构的圆心为所述X轴和Y轴的相交点，所述检测梳齿电极组沿所述检测框架均匀分布，每个所述检测梳齿电极组分别包括第三活动梳齿电极和第三固定梳齿电极，所述第三活动梳齿电极连接在所述检测框架上，所述第三固定梳齿电极固定于所述衬底上；所述弹性连接结构包括四组L型折叠梁，四组第一U型折叠梁、两组第二U型折叠梁、四组叉指型折叠梁和四组U型脐带梁；所述四组L型折叠梁均分布在所述驱动框架的外侧，其一端与所述驱动框架连接，另一端通过锚点固定于衬底之上；所述四组第一U型折叠梁分布于所述驱动框架内侧和所述质量块的左右外侧，悬浮于所述衬底之上，其一端连接于所述驱动框架内侧，另一端连接于所述质量块的外侧；所述两组第二U型折叠梁分布于所述质量块的上端的外侧，并位于所述检测框架的内侧，悬浮于所述衬底之上，其一端连接于所述质量块上端的外侧，另一端连接于所述检测框架的内侧；四组所述叉指型折叠梁，分布于所述检测框架外侧，并以所述圆心为中心而对称设置；每个所述叉指型折叠梁的一端连接于所述检测框架的外侧，另一端通过锚点固定于所述衬底上；四组所述U型脐带梁分别用于连接相邻的两组所述驱动框架；所述检测框架内侧与四个质量块外侧还包括封闭的圆形外框结构。