一种单轴陀螺仪的制作方法

本技术涉及陀螺仪，尤其涉及一种单轴陀螺仪。

背景技术：

1、mems陀螺仪以其具有体积小、集成度高及可靠性好等优点而被广泛应用于飞机、航海、汽车等行业。目前常用的mems陀螺仪主要是电容式陀螺仪，已有的电容式陀螺仪的电容结构大多为平板式电容，平板之间的间隙较小，这种结构的陀螺仪受自身结构的限制，具有线性度差、灵敏度低及稳定性差的缺点，不利于陀螺仪的检测。

技术实现思路

1、基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种单轴陀螺仪，解决了现有技术存在的线性度差、灵敏度低及稳定性差的问题，提高了检测的灵敏度和准确度。

2、为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种单轴陀螺仪，采用以上任一方案所述的单轴陀螺仪的加工方法加工而成，包括驱动质量块、检测质量块、驱动连接弹性件、检测连接弹性件、梳齿驱动电极、梳齿驱动检测电极、耦合组件、连接梁、驱动锚点及检测锚点，限定互相垂直的第一方向、第二方向及第三方向，所述驱动质量块的个数为两个，两个所述驱动质量块沿所述第一方向分布且通过所述耦合组件耦合连接，每个所述驱动质量块沿所述第二方向的两端均设有所述检测质量块，所述驱动质量块与所述检测质量块通过所述连接梁相连，所述驱动连接弹性件和所述检测连接弹性件均沿所述第二方向延伸，所述驱动质量块通过所述驱动连接弹性件与所述驱动锚点相连，所述检测质量块通过所述检测连接弹性件与所述检测锚点相连，所述梳齿驱动电极和所述梳齿驱动检测电极均设置在所述驱动质量块内，所述梳齿驱动电极能够驱动所述驱动质量块带动所述检测质量块沿第二方向运动，检测所述第一方向的角速度时，所述检测质量块在科氏力的作用下还沿第三方向运动。

4、作为一种单轴陀螺仪的加工方法的优选方案，所述耦合组件包括耦合弹性件和音叉耦合梁，所述音叉耦合梁的两端分别与两个所述驱动质量块相连，两个所述驱动质量块之间设置有两个所述耦合弹性件，每个所述耦合弹性件均沿所述第二方向延伸。

5、作为一种单轴陀螺仪的加工方法的优选方案，所述连接梁沿所述第二方向延伸，每个所述驱动质量块均对应四个连接梁，四个所述连接梁分别为第一连接梁、第二连接梁、第三连接梁及第四连接梁，所述第一连接梁和所述第二连接梁位于所述驱动质量块背离另一个所述驱动质量块的一侧，所述第三连接梁和所述第四连接梁位于所述驱动质量块靠近另一个所述驱动质量块的一侧，所述第一连接梁和所述第三连接梁的一端均与所述驱动质量块相连，另一端均与同一个所述检测质量块相连；所述第二连接梁和所述第四连接梁的一端均与所述驱动质量块相连，另一端均与同一个所述检测质量块相连。

6、作为一种单轴陀螺仪的加工方法的优选方案，所述耦合弹性件的个数为两个，每个所述耦合弹性件均包括相连的第一耦合子弹性件和第二耦合子弹性件，所述第一耦合子弹性件和所述第二耦合子弹性件均沿所述第二方向延伸且沿所述第一方向分布，一个所述耦合弹性件的两端分别与两个所述第三连接梁相连，另一个所述耦合弹性件的两端分别与两个所述第四连接梁相连。

7、作为一种单轴陀螺仪的加工方法的优选方案，每个所述驱动质量块均对应四个驱动连接弹性件及四个驱动锚点，所述驱动质量块的四个拐角分别与四个所述驱动连接弹性件和四个所述驱动锚点一一对应设置，每个所述检测质量块均对应两个检测锚点和两个检测连接弹性件，所述检测质量块通过所述检测连接弹性件与所述检测锚点相连。

8、作为一种单轴陀螺仪的加工方法的优选方案，所述梳齿驱动电极包括第一驱动电极和第二驱动电极，所述梳齿驱动检测电极包括第一驱动检测电极和第二驱动检测电极，所述第一驱动电极和所述第一驱动检测电极均固定在所述驱动质量块上，所述第二驱动电极和所述第二驱动检测电极均形成在衬底上。

9、作为一种单轴陀螺仪的加工方法的优选方案，所述检测质量块和与其正对的衬底组成检测电容，所述检测电容被配置为所述检测质量块沿第三方向运动时检测电容量。

10、本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的单轴陀螺仪，梳齿驱动电极和梳齿驱动检测电极均为梳齿状结构，电容值大、线性度高且灵敏度大，耦合组件能够耦合两个驱动质量块的运动，使两个驱动质量块等大反向运动，降低了因工艺偏差和外部环境的变化对驱动质量块输出位移的影响，保证了单轴陀螺仪的工作稳定性，检测质量块在受到第一方向的角速度的转动且驱动质量块沿第二方向运动时，检测质量块受到第三方向的科氏力，从而实现对角速度的检测，质量块的利用率高，有利于提高检测的灵敏度和降低陀螺仪的总体积，此外，梳齿驱动检测电极检测的电容量变化可用于实时调整梳齿驱动电极的电容量变化，保证该单轴陀螺仪稳定运行，这种结构的单轴陀螺仪具有线性度高、稳定性好、灵敏度高及总体积小的优点。

技术特征：

1.一种单轴陀螺仪，其特征在于，包括驱动质量块、检测质量块、驱动连接弹性件、检测连接弹性件、梳齿驱动电极、梳齿驱动检测电极、耦合组件、连接梁、驱动锚点及检测锚点，限定互相垂直的第一方向、第二方向及第三方向，所述驱动质量块的个数为两个，两个所述驱动质量块沿所述第一方向分布且通过所述耦合组件耦合连接，每个所述驱动质量块沿所述第二方向的两端均设有所述检测质量块，所述驱动质量块与所述检测质量块通过所述连接梁相连，所述驱动连接弹性件和所述检测连接弹性件均沿所述第二方向延伸，所述驱动质量块通过所述驱动连接弹性件与所述驱动锚点相连，所述检测质量块通过所述检测连接弹性件与所述检测锚点相连，所述梳齿驱动电极和所述梳齿驱动检测电极均设置在所述驱动质量块内，所述梳齿驱动电极能够驱动所述驱动质量块带动所述检测质量块沿第二方向运动，检测所述第一方向的角速度时，所述检测质量块在科氏力的作用下还沿第三方向运动。

2.根据权利要求1所述的单轴陀螺仪，其特征在于，所述耦合组件包括耦合弹性件和音叉耦合梁，所述音叉耦合梁的两端分别与两个所述驱动质量块相连，两个所述驱动质量块之间设置有两个所述耦合弹性件，每个所述耦合弹性件均沿所述第二方向延伸。

3.根据权利要求2所述的单轴陀螺仪，其特征在于，所述连接梁沿所述第二方向延伸，每个所述驱动质量块均对应四个连接梁，四个所述连接梁分别为第一连接梁、第二连接梁、第三连接梁及第四连接梁，所述第一连接梁和所述第二连接梁位于所述驱动质量块背离另一个所述驱动质量块的一侧，所述第三连接梁和所述第四连接梁位于所述驱动质量块靠近另一个所述驱动质量块的一侧，所述第一连接梁和所述第三连接梁的一端均与所述驱动质量块相连，另一端均与同一个所述检测质量块相连；所述第二连接梁和所述第四连接梁的一端均与所述驱动质量块相连，另一端均与同一个所述检测质量块相连。

4.根据权利要求3所述的单轴陀螺仪，其特征在于，所述耦合弹性件的个数为两个，每个所述耦合弹性件均包括相连的第一耦合子弹性件和第二耦合子弹性件，所述第一耦合子弹性件和所述第二耦合子弹性件均沿所述第二方向延伸且沿所述第一方向分布，一个所述耦合弹性件的两端分别与两个所述第三连接梁相连，另一个所述耦合弹性件的两端分别与两个所述第四连接梁相连。

5.根据权利要求1所述的单轴陀螺仪，其特征在于，每个所述驱动质量块均对应四个驱动连接弹性件及四个驱动锚点，所述驱动质量块的四个拐角分别与四个所述驱动连接弹性件和四个所述驱动锚点一一对应设置，每个所述检测质量块均对应两个检测锚点和两个检测连接弹性件，所述检测质量块通过所述检测连接弹性件与所述检测锚点相连。

6.根据权利要求1所述的单轴陀螺仪，其特征在于，所述梳齿驱动电极包括第一驱动电极和第二驱动电极，所述梳齿驱动检测电极包括第一驱动检测电极和第二驱动检测电极，所述第一驱动电极和所述第一驱动检测电极均固定在所述驱动质量块上，所述第二驱动电极和所述第二驱动检测电极均形成在衬底上。

7.根据权利要求1所述的单轴陀螺仪，其特征在于，所述检测质量块和与其正对的衬底组成检测电容，所述检测电容被配置为所述检测质量块沿第三方向运动时检测电容量。

技术总结本技术涉及陀螺仪技术领域，公开一种单轴陀螺仪，包括驱动质量块、检测质量块、驱动连接弹性件、检测连接弹性件、梳齿驱动电极、梳齿驱动检测电极、耦合组件、连接梁、驱动锚点及检测锚点，两个通过耦合组件耦合连接的驱动质量块，每个驱动质量块的两端均设有检测质量块，驱动质量块与检测质量块通过连接梁相连，驱动质量块通过驱动连接弹性件与驱动锚点相连，检测质量块通过检测连接弹性件与检测锚点相连，梳齿驱动电极和梳齿驱动检测电极均设置在驱动质量块内，检测第一方向的角速度时，检测质量块在科氏力的作用下沿第三方向运动。本技术公开的单轴陀螺仪线性度高、稳定性好、灵敏度高且总体积小。技术研发人员：董自强,高杰,崔焱,柳星普,刘贻兵受保护的技术使用者：成都博纳神梭科技发展有限公司技术研发日：20231213技术公布日：2024/7/25