專利名稱：微陀螺儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與權(quán)利要求1的術(shù)語(yǔ)相對(duì)應(yīng)的微陀螺儀。
背景技術(shù)：
微陀螺儀通常用于確定圍繞x-y-z坐標(biāo)系統(tǒng)的某個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，為確定 系統(tǒng)分別圍繞三個(gè)軸中每個(gè)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，需要三個(gè)這種微陀螺儀。因而控制微陀螺儀和評(píng) 估數(shù)據(jù)是昂貴且耗時(shí)的。因此，可以制造一種三維微陀螺儀，該微陀螺儀能確定在全部三個(gè)軸上的旋轉(zhuǎn)。D. Wood等人在其1996年的文章“一種能同時(shí)感知三個(gè)軸的單片硅式陀螺儀”(A Monolithic Silicone Gyroscope Capable of Sensing about Three Axes Simultaneously)中提出了 一種陀螺儀，該陀螺儀可具有圍繞中央錨設(shè)置的環(huán)形振蕩質(zhì)量塊，能感知由可能產(chǎn)生的科 里奧利力所引起的傾斜和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。然而其缺點(diǎn)是，這種傳感器的制造以及該質(zhì)量塊的驅(qū) 動(dòng)是很困難或根本難以實(shí)現(xiàn)的。因此，D. Wood等人的設(shè)計(jì)幾乎只停留在理論層面。在“一種抵抗耦合效應(yīng)的創(chuàng)新型微陀螺儀的設(shè)計(jì)及其動(dòng)力學(xué)分析”(Design and Dynamics of an Innovative Microgyroscope against Coupling Effects) 一文中，作者 Nan-Chyuan Tsai也提出了一種三維陀螺儀，然而缺點(diǎn)在于該陀螺儀具有內(nèi)盤和外環(huán)，以及 四個(gè)移動(dòng)質(zhì)量塊，難于確定偏斜、尤其是內(nèi)盤的偏斜。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是，制造一種記錄精度高且制造成本合理的三維微陀螺儀。本發(fā)明的目的通過(guò)具備權(quán)利要求1所述特征的微陀螺儀得以實(shí)現(xiàn)。該微陀螺儀的 優(yōu)點(diǎn)在于，除振蕩質(zhì)量塊外，其還具有至少一個(gè)間接安裝在錨上的質(zhì)量塊。振蕩質(zhì)量塊和附 加質(zhì)量塊的各自的傳感元件用于感測(cè)科里奧利力引起的偏斜。該方法也用于感測(cè)擺動(dòng)和/ 或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。錨可以由不同部件組合而成，也可是一個(gè)單件。如果所述錨由幾個(gè)部件組成， 則每個(gè)振蕩質(zhì)量塊可設(shè)置在錨的其中一個(gè)部件上。重要的是，首先，要使振蕩質(zhì)量塊能夠在 遠(yuǎn)離錨和接近錨的方向上進(jìn)行徑向運(yùn)動(dòng)，其次，要使振蕩質(zhì)量塊能夠圍繞錨進(jìn)行偏斜和旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，振蕩質(zhì)量塊一方面可用作驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊，另一方面，科里奧利力能夠使各質(zhì)量 塊的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行傳遞。這樣，借助各相應(yīng)的傳感元件，能夠感測(cè)陀螺儀(尤其是其基底)圍繞 x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選且非限制性地，用于確定振蕩質(zhì)量塊偏斜的傳感元件設(shè)置在該振蕩質(zhì)量塊 的下方——即，振蕩質(zhì)量塊和基底之間。這樣，所述傳感元件能夠——如果其為例如電容 式——通過(guò)張力的變化來(lái)感測(cè)振蕩質(zhì)量塊的偏斜。傳感元件用于感測(cè)附加質(zhì)量塊的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，其可以是與附加質(zhì)量塊相連的電容式傳感器，也可以是等效傳感器，該等效傳感器能確 定與該傳感元件的固定件之間距離的改變。如果附加質(zhì)量塊為圍繞振蕩質(zhì)量塊的環(huán)或框，則效果更好。這樣，該振蕩質(zhì)量塊的 外周被緊固，且支撐著附加質(zhì)量塊。從而獲得能抵御外部沖擊的穩(wěn)定系統(tǒng)。
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如果用彎曲彈簧將附加質(zhì)量塊固定在基底上，則該質(zhì)量塊還能夠地支撐起自身， 以適當(dāng)緩沖外部作用在系統(tǒng)上的沖擊，從而避免誤測(cè)。如果彎曲彈簧使附加質(zhì)量塊圍繞ζ軸旋轉(zhuǎn)，則該彎曲彈簧還能輕松地傳遞相應(yīng)的 科里奧利力，使附加質(zhì)量塊偏斜，而不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生阻礙。優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)將錨設(shè)置在中央，以實(shí)現(xiàn)在全部四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上的良好一致的偏斜。如果振蕩質(zhì)量塊固定在中央錨上，則也能獲得一致且對(duì)稱的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)在全部 三個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上良好一致的偏斜。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選設(shè)計(jì)中，振蕩質(zhì)量塊和中央錨之間設(shè)置了中央盤。該中央盤 能使振蕩質(zhì)量塊及一個(gè)或多個(gè)適當(dāng)?shù)匕惭b在振蕩質(zhì)量塊上的附加質(zhì)量塊進(jìn)行偏斜和旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。如果中央盤以萬(wàn)向接頭方式固定在錨上，則這種固定方式能使質(zhì)量塊圍繞X軸和y 軸擺動(dòng)。為使振蕩質(zhì)量塊徑向運(yùn)動(dòng)，最好用彈簧將其連接到中央盤上，如果沒(méi)有中央盤，則 用更多彈簧將其直接連接到錨和/或附加質(zhì)量塊上。這樣，振蕩質(zhì)量塊能夠沿χ-y平面來(lái) 回?cái)[動(dòng)。優(yōu)選地，彈簧設(shè)計(jì)為能防止振蕩質(zhì)量塊在ζ軸方向上運(yùn)動(dòng)，尤其當(dāng)振蕩質(zhì)量塊固定 到中央盤上、而該中央盤以能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的方式安裝時(shí)。如果彈簧在ζ軸方向上相對(duì)硬性，則 只有當(dāng)中央盤為彈性安裝，且附加質(zhì)量塊在該方向上牢固連接到振蕩質(zhì)量塊時(shí)，振蕩質(zhì)量 塊才有可能在ζ軸方向上產(chǎn)生偏斜。為使振蕩質(zhì)量塊擺動(dòng)一致，最好使用同步彈簧將振蕩質(zhì)量塊彼此連接起來(lái)。該同 步彈簧一方面使圍繞錨的圓周方向上具有特定彈性，從而使振蕩質(zhì)量塊在其線性徑向運(yùn)動(dòng) 中稍微彼此分開(kāi)。另一方面，一旦振蕩質(zhì)量塊具有不按照平穩(wěn)同步的方式內(nèi)外擺動(dòng)的傾向， 同步彈簧將阻礙振蕩質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)。如果將彈性質(zhì)量塊以及附加質(zhì)量塊和/或中央盤圍繞ζ軸以可動(dòng)方式安裝、尤其 是通過(guò)合適的彈簧進(jìn)行安裝時(shí)，由于科里奧利力的作用，振蕩質(zhì)量塊和附加質(zhì)量塊可進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述科里奧利力通過(guò)這些質(zhì)量塊在適當(dāng)方向上的運(yùn)動(dòng)來(lái)影響ζ軸。所述旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)可由傳感器元件感測(cè)和估值。優(yōu)選地，設(shè)置電極——特別是叉狀或梳形電極——以驅(qū)動(dòng)振蕩質(zhì)量塊。這些電極 驅(qū)動(dòng)振蕩質(zhì)量塊進(jìn)行適當(dāng)擺動(dòng)，從而產(chǎn)生頻率預(yù)定的預(yù)期擺動(dòng)。


本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和其他發(fā)明理念將通過(guò)以下描述的實(shí)施例得以體現(xiàn)，其中 圖1為本發(fā)明的可能的設(shè)計(jì)的概圖2為圖1對(duì)應(yīng)的陀螺儀的工作原理示意圖； 圖3為本發(fā)明的另一實(shí)施例； 圖4為圖3對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)； 圖5為圖3對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)的中央盤； 圖6為圖3對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)的外框。
具體實(shí)施例方式圖1示意了根據(jù)本發(fā)明的微陀螺儀的可能的實(shí)施例。四個(gè)振蕩驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2設(shè)置在中央錨1上，該中央錨1固定在基底上，該基底平置于繪圖平面上。質(zhì)量塊2通過(guò)彈簧3 連接到錨1上，這樣，彈簧不但能在繪圖平面上圍繞錨1旋轉(zhuǎn)，還能圍繞平置于繪圖平面上 的旋轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)。彈簧3在圖中為菱形標(biāo)記，其也能使驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2從中央錨1來(lái)回徑向擺 動(dòng)。因此，驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊徑向振蕩。為實(shí)現(xiàn)上述操作，可設(shè)置例如驅(qū)動(dòng)元件(未示意)以驅(qū)動(dòng)電 極，該電極將質(zhì)量塊2保持在振蕩運(yùn)動(dòng)中。驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2被附加質(zhì)量塊圍繞，在本實(shí)施例中 該附加質(zhì)量塊為環(huán)4。該環(huán)4通過(guò)彈簧5連接到質(zhì)量塊2。所述彈簧5設(shè)置和定位為，一方 面盡可能不阻礙質(zhì)量塊2的振蕩運(yùn)動(dòng)，而另一方面在旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)方向上將環(huán)4與驅(qū)動(dòng)質(zhì)量 塊2連接起來(lái)。如果產(chǎn)生科里奧利力，在其作用下驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2和環(huán)4發(fā)生偏斜，則振蕩質(zhì) 量塊和環(huán)4形狀的附加質(zhì)量塊連接在一起，并發(fā)生同樣的偏斜。相應(yīng)地，彈簧5被設(shè)計(jì)為可 以在徑向方向上屈服，而在其他方向上仍保持剛性。然而，在其他設(shè)計(jì)中，也可以將彈簧5 設(shè)計(jì)為可以使振蕩質(zhì)量塊傾斜，而使附加質(zhì)量塊或環(huán)4不傾斜。在這種情況下，在除圍繞ζ 軸的旋轉(zhuǎn)方向外，彈簧5是柔軟的。在此，當(dāng)存在圍繞χ軸或y軸、相對(duì)于環(huán)4的傾斜運(yùn)動(dòng)， 且該環(huán)4在其x-y平面內(nèi)保持非傾斜狀態(tài)時(shí)，振蕩模塊產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。同步彈簧6設(shè)置在四個(gè)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2之間。這些同步彈簧6支撐驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2進(jìn) 行同步擺動(dòng)。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2徑向外移、兩個(gè)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2之間的距離增大時(shí)，以及 當(dāng)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2朝中心移回、其之間的距離減小時(shí)，同步彈簧能使驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2進(jìn)行特定的 旋轉(zhuǎn)。另一方面，當(dāng)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2試圖進(jìn)行不均勻振蕩時(shí)，同步彈簧保持硬性。傳感器電極能夠感測(cè)距離的改變，其設(shè)置在驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2的下方、環(huán)4的區(qū)域內(nèi)， 優(yōu)選為沿著環(huán)4的外周設(shè)置。這些傳感器電極包括例如具有電容效應(yīng)的盤，用于感測(cè)系統(tǒng) 圍繞中央錨1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或圍繞平置于繪圖平面上的軸之一的傾斜運(yùn)動(dòng)。圖2示意了圖1的微陀螺儀在各個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。四個(gè)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2在徑向方向 上進(jìn)行振蕩運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生從中央錨1開(kāi)始的推進(jìn)力。各驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2在繪圖平面內(nèi)(即在 x-y軸平面內(nèi))同步振蕩。首先，彈簧3、5和6穩(wěn)定驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2，其次，這些彈簧實(shí)現(xiàn)了平 滑振蕩運(yùn)動(dòng)。環(huán)4仍保持在該初始狀態(tài)下。如果存在科里奧利力使系統(tǒng)圍繞χ軸旋轉(zhuǎn)，則上下文所述的質(zhì)量塊2將上下運(yùn)動(dòng)。 如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)彈簧5，則環(huán)4也能在該方向上運(yùn)動(dòng)——即，由驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2和環(huán)4組成的 整個(gè)系統(tǒng)可圍繞χ軸上下擺動(dòng)。然而，在彈簧5的另一種設(shè)計(jì)中，只有質(zhì)量塊2上下擺動(dòng)， 同時(shí)環(huán)4保持靜止，在繪圖平面內(nèi)無(wú)擺動(dòng)。如中間這幅圖所示，如果科里奧利力使系統(tǒng)圍繞 y軸旋轉(zhuǎn)，則左右兩副圖所示的質(zhì)量塊2將與系統(tǒng)一起移動(dòng)，或者，利用適當(dāng)設(shè)計(jì)的彈簧5， 所述質(zhì)量塊2甚至將不與環(huán)4 一起，單獨(dú)圍繞y軸旋轉(zhuǎn)以上下擺動(dòng)。如果感測(cè)到存在使系統(tǒng)圍繞ζ軸(該ζ軸突出于繪圖平面)旋轉(zhuǎn)的科里奧利力，則 該系統(tǒng)將圍繞中央錨1運(yùn)動(dòng)。如果產(chǎn)生這種運(yùn)動(dòng)，由于彈簧4的硬性，質(zhì)量塊2和環(huán)4將一 起圍繞ζ軸在該方向上運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，能較簡(jiǎn)便地確定微陀螺儀在χ、y和ζ三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上的運(yùn)動(dòng)。 相應(yīng)的偏斜由設(shè)置在發(fā)生偏斜的質(zhì)量塊區(qū)域的傳感器電極感測(cè)。圖3為根據(jù)本發(fā)明的傳感器的概圖，示意了本發(fā)明的另一實(shí)施例。該傳感器利用 已知的微細(xì)加工技術(shù)制造，為三維小型陀螺儀，能夠感測(cè)圍繞χ、y和ζ三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)加速 度。本發(fā)明的必要特征是四個(gè)同步驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2，在外部旋轉(zhuǎn)速度的影響下，該同步驅(qū)動(dòng)質(zhì) 量塊2的運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變。該運(yùn)動(dòng)的改變通過(guò)電容變化由電極感測(cè)。同步質(zhì)量塊2允許相關(guān)電極上具有單一驅(qū)動(dòng)控制環(huán)，從而使系統(tǒng)變得簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。為降低傳感器系統(tǒng)(即微陀螺儀) 和估值電子器件的成本，當(dāng)傳感器電極被查詢時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的傳感器可被實(shí)現(xiàn)為分時(shí)操 作系統(tǒng)。由于單個(gè)角速度在不同時(shí)域中被連續(xù)查詢，因此，圍繞x、y和ζ軸的角速度可經(jīng)由 相同且唯一的信道讀出。這樣，能在保證系統(tǒng)精度的前提下更經(jīng)濟(jì)地制造出整套估值電子 器件。以下附圖完整地描述了傳感器的細(xì)節(jié)。圖4示意了傳感器的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)元件，例如電極(未示意)，在徑向方向上高頻 驅(qū)動(dòng)四個(gè)振蕩驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2。每個(gè)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊連接到彈簧3、5和6。在該實(shí)施例中，彈簧3 在接觸點(diǎn)上固定到中央盤上(如下描述)，且該接觸點(diǎn)設(shè)置在彈簧3的兩個(gè)附加連接點(diǎn)之間 的中央位置，該彈簧3固定到質(zhì)量塊2上。這樣，獲得了在徑向方向上具有特定彈性的系 統(tǒng)。并且，該系統(tǒng)具有圍繞ζ軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的彈性。另外，質(zhì)量塊2通過(guò)兩個(gè)ζ形設(shè)計(jì)的 彈簧5固定到外框7上。所述兩個(gè)彈簧的設(shè)計(jì)將質(zhì)量塊2彈性安裝在徑向方向上，使質(zhì)量 塊2能夠以振蕩方式運(yùn)動(dòng)。另一方面，該彈簧5可具有替代性設(shè)計(jì)，能使質(zhì)量塊2硬性或平 滑地與框7連接，以圍繞χ軸或y軸傾斜運(yùn)動(dòng)。在圍繞ζ軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量塊2和框7大 致通過(guò)彈簧5相互剛性連接。如果產(chǎn)生使系統(tǒng)圍繞χ、y或ζ軸運(yùn)動(dòng)的力，則系統(tǒng)可以連接 到質(zhì)量塊2和框7上，從而使二者都能均勻偏斜。然而，還可設(shè)計(jì)硬性連接，使其只涉及圍 繞ζ軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。如果在該替代性設(shè)計(jì)中存在圍繞χ軸或y軸的運(yùn)動(dòng)，則只有運(yùn)動(dòng)的質(zhì) 量塊2傾斜，框7不傾斜。因此，相鄰質(zhì)量塊2能夠以振蕩方式擺動(dòng)，這些質(zhì)量塊2與同步彈簧6相連。這些 同步彈簧6位于兩個(gè)相鄰質(zhì)量塊2之間的間隙中，以增大或減小兩個(gè)相鄰質(zhì)量塊2之間的 間隙，是否增大或減小取決于這些質(zhì)量塊是靠近還是遠(yuǎn)離傳感器的中心。另一方面，那些試 圖異步擺動(dòng)的相鄰質(zhì)量塊之間的同步彈簧6是牢固而硬性的。因此，不允許質(zhì)量塊2中的 任何一個(gè)比其相鄰質(zhì)量塊2更靠近傳感器。所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2擺動(dòng)，如雙向箭頭所示。不言而喻，該質(zhì)量塊2的設(shè)計(jì)可以 與在此所示的不同。因此，質(zhì)量塊可以具有不同形狀，而特別地，驅(qū)動(dòng)電極可以集成在質(zhì)量 塊中。驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2可以由驅(qū)動(dòng)電極靜電激活，該驅(qū)動(dòng)電極的形狀可以為叉狀、梳形、平行 電極或其他。驅(qū)動(dòng)監(jiān)控電極可以設(shè)置為靠近質(zhì)量塊2，以監(jiān)控驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)監(jiān)控電極可以 是梳形或平行電極，或具有其他形狀。可以通過(guò)這些電極檢查質(zhì)量塊2是否按預(yù)定頻率正 確地完成了驅(qū)動(dòng)。盤狀電極8優(yōu)選地設(shè)置在每個(gè)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2的下方，以感測(cè)圍繞χ軸或y軸的偏 斜。圖5示意了中央盤10的更多細(xì)節(jié)。該中央盤10具有類似萬(wàn)向接頭的結(jié)構(gòu)，由兩 個(gè)同心框組成，在該例中，位于中央盤1上的內(nèi)框連接到沿X軸方向的彈簧。該外框通過(guò)沿 y軸走向的彈簧連接到內(nèi)框，這樣，借助彈簧的相應(yīng)設(shè)計(jì)，能夠使外框與內(nèi)框一起更容易地 圍繞χ軸擺動(dòng)。這使得質(zhì)量塊2和框7——二者固定到中央盤10上，尤其在中央盤10的 外環(huán)上——能夠圍繞χ軸或y軸分別擺動(dòng)。這時(shí)，便能感測(cè)到引起這種偏斜的科里奧利力。 自然而然地，質(zhì)量塊2能以其他方式連接到中央錨1上。例如，可以使用恰當(dāng)設(shè)計(jì)的彈簧， 直接將質(zhì)量塊2固定到中央錨1上。中央盤10用于固定驅(qū)動(dòng)質(zhì)量塊2的彈簧3。如果該緊固彈簧——使用該緊固彈 簧將外框固定到內(nèi)框上，而該內(nèi)框再固定到中央錨1上——設(shè)計(jì)恰當(dāng)，則中央盤10能夠圍繞X軸和1軸擺動(dòng)。另外，該中央盤10具有潛在的非常穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)，尤其當(dāng)涉及抵抗來(lái)自 系統(tǒng)外部的沖擊時(shí)。因此，該中央盤10確保質(zhì)量塊2和框7的穩(wěn)定安裝，使其不易偏斜，避 免因輕度彎曲而撞到基底上，從而輸出錯(cuò)誤結(jié)果。中央盤10通過(guò)中央錨1固定到傳感器基 底上。圖6示意了傳感器的外框7的更多細(xì)節(jié)。該外框7通過(guò)彈簧5固定到運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量 塊上。所述外框7還可具有其他設(shè)計(jì)，例如環(huán)形(如圖1和2所示)，或?yàn)榄h(huán)或框的一段，以 將單個(gè)的相鄰質(zhì)量塊2彼此連接?？?0通過(guò)框彈簧11連接到基底上，這些框彈簧11用于 使框10圍繞ζ軸旋轉(zhuǎn)。因此，為實(shí)現(xiàn)這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，框彈簧具有彈性。從遠(yuǎn)離框的一端看，框彈簧11通過(guò)彈簧錨12固定到基底上?？?的旋轉(zhuǎn)可由框 傳感器電極感測(cè)，該電極設(shè)置在沿著框外周12的方向上。這些電極可以為徑向分布的手指 狀電極，或?yàn)閺较蛟O(shè)置的梳形電極對(duì)。本發(fā)明并不局限于在此所示的實(shí)施例；在權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的措辭范圍內(nèi)，還存 在著多種其他設(shè)計(jì)。甚至還可能存在各實(shí)施例的組合設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1.用于確定圍繞χ軸、y軸或Z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的微陀螺儀，該微陀螺儀具有基底，該基底上固定有至少一個(gè)錨；多個(gè)質(zhì)量塊，優(yōu)選為四個(gè)關(guān)于所述錨進(jìn)行徑向振蕩的振蕩質(zhì)量塊，在這種情形下，這些 振蕩質(zhì)量塊用彈簧固定至所述錨；驅(qū)動(dòng)元件，用于使至少單個(gè)質(zhì)量塊在χ軸或y軸方向上振蕩擺動(dòng)，以在基底偏斜時(shí)產(chǎn)生 科里奧利力，以及傳感器元件，用于感測(cè)所述質(zhì)量塊因產(chǎn)生的科里奧利力而發(fā)生的偏斜；其特征在于所述振蕩質(zhì)量塊連接至至少一個(gè)附加質(zhì)量塊，該附加質(zhì)量塊不振蕩，但能 與振蕩質(zhì)量塊一起在基底上圍繞至少一個(gè)錨旋轉(zhuǎn)，且該附加質(zhì)量塊配備了附加的傳感器元 件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微陀螺儀，其特征在于所述傳感器元件設(shè)置在所述振蕩質(zhì) 量塊的下方，以感測(cè)所述振蕩質(zhì)量塊的偏斜。
3.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于 繞著所述振蕩質(zhì)量塊。
4.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于 簧固定至所述基底。
5.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于 質(zhì)量塊能圍繞ζ軸旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于央。
7.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于 在中央的錨。
8.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于 設(shè)在中央的錨之間設(shè)置了中央盤。
9.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于 式固定至所述錨，以使所述質(zhì)量塊能圍繞所述χ軸和y軸擺動(dòng)。
10.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于所述振蕩質(zhì)量塊用彈簧 固定至所述中央盤和/或所述附加質(zhì)量塊。
11.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于所述振蕩質(zhì)量塊彼此之 間用同步彈簧連接。
12.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于所述振蕩質(zhì)量塊、所述附 加質(zhì)量塊和/或所述中央盤圍繞ζ軸旋轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)以上任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的微陀螺儀，其特征在于所述振蕩質(zhì)量塊的驅(qū)動(dòng) 元件為電極，優(yōu)選為叉狀電極。所述附加質(zhì)量塊呈環(huán)形環(huán) 所述附加質(zhì)量塊用彎曲彈 所述彎曲彈簧使所述附加 所述至少一個(gè)錨設(shè)置在中 所述振蕩質(zhì)量塊固定至設(shè) 在所述振蕩質(zhì)量塊和所述 所述中央盤以萬(wàn)向接頭方
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定關(guān)于x、y或z軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的微陀螺儀。至少一個(gè)錨固定在基底上。幾個(gè)(特別是四個(gè))相對(duì)于錨徑向振蕩的質(zhì)量塊通過(guò)彈簧固定到錨上。使用驅(qū)動(dòng)元件，以振蕩方式在x軸或y軸方向上擺動(dòng)至少單個(gè)質(zhì)量塊，以在基底偏斜時(shí)產(chǎn)生科里奧利力。使用傳感器元件感測(cè)質(zhì)量塊因科里奧利力發(fā)生的偏斜。振蕩質(zhì)量塊連接到至少一個(gè)遠(yuǎn)處的非振蕩質(zhì)量塊，該非質(zhì)量塊能與基底上的振蕩質(zhì)量塊一起圍繞至少一個(gè)錨進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該遠(yuǎn)處質(zhì)量塊與傳感器元件相連。
文檔編號(hào)G01C19/56GK102077054SQ200980124429
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者亞歷桑德魯·羅基 申請(qǐng)人:感應(yīng)動(dòng)力股份公司