单结构三轴微机电陀螺仪

摘要

本发明公开了一种单结构三轴微机电陀螺仪，该陀螺仪由用来测量x轴和z轴角速度的xz轴结构和用来测量y轴角速度的y轴结构组成。xz轴结构沿x轴对称布置，y轴结构沿y轴对称分布，相邻的xz轴结构和y轴结构之间在外侧使用脐带连接，使得三轴结构获得单一的扩张一收缩式驱动，xz轴和y轴各自的两个质量块用连接器相连，在感应x轴、y轴和z轴角速度时可实现相位相反的同步运动，由此各轴均实现了差动输出。

主权项

一种单结构三轴微机电陀螺仪，它包括衬底、轴结构、十字连接器和脐带，所述的轴结构包括xz轴结构和y轴结构，所述的xz轴结构和y轴结构在所述衬底上，所述的xz轴结构用来测量x轴角速度和z轴角速度，所述的xz轴结构由两组沿x轴对称分布的xz轴分结构组成；所述的y轴结构用来测量y轴角速度，所述的y轴结构由两组沿y轴对称分布的y轴分结构组成；所述的两组xz轴分结构和两组y轴分结构内部通过十字连接器相连，所述的两组xz轴分结构和两组y轴分结构外部通过4条脐带依次连接，其特征在于：所述两组xz轴分结构中的每一组xz轴分结构均包括xz轴质量块、xz轴驱动结构、x轴感应结构、z轴感应结构、z轴反馈结构和xz轴弹性结构，所述的xz轴质量块悬浮于衬底上，并且通过脐带与y轴分结构相连，脐带的变形保证了各轴质量块运动的一致性；xz轴驱动结构包括xz轴驱动活动梳齿电极和xz轴驱动固定梳齿电极，xz轴驱动活动梳齿电极连接在xz轴质量块上，xz轴驱动固定梳齿电极固定于衬底上；所述的x轴感应结构由xz轴质量块和x轴下极板组成，所述的x轴下极板位于水平轴质量块下方并且与水平轴质量块平行设置，所述的x轴下极板也固定在衬底上；所述z轴感应结构由z轴感应活动疏齿电极和z轴感应固定疏齿电极组成，z轴感应活动梳齿电极连接在xz轴质量块上，z轴感应固定梳齿电极固定于衬底上；所述z轴反馈结构包括z轴反馈活动电极和z轴反馈固定电极，z轴反馈活动梳齿电极连接在xz轴质量块上，z轴反馈固定梳齿电极固定于衬底上；所述的xz轴弹性结构包括xz轴外侧弹簧机构、xz轴内侧弹簧机构、所述的xz轴外侧弹簧机构共两组，均位于所述xz轴质量块的外侧，xz轴外侧弹簧机构的一端连接在xz轴质量块上，另一端通过锚点固定于衬底上，所述的xz轴内侧弹簧机构的一端连接于xz轴质量块的内侧，另一端和所述的十字连接器相连；所述的xz轴质量块和y轴质量块上设置有微孔，用以减少空气阻尼。