機(jī)構(gòu)Sal測(cè) 得的電容變化量A C推知輸入角速度（^的大小。
[0037] 硅微陀螺儀的玻璃襯底如附圖5所示，包括電極引線和鍵合點(diǎn)兩個(gè)部分。對(duì)于電 極引線部分：公共電極22a、22b分別與敏感質(zhì)量2a、2b相連；驅(qū)動(dòng)電極24al與固定驅(qū)動(dòng)梳 齒16al和16a3相連、驅(qū)動(dòng)電極24a2與固定驅(qū)動(dòng)梳齒16a2和16a4相連、驅(qū)動(dòng)電極24bl與固 定驅(qū)動(dòng)梳齒16bl和16b3相連、驅(qū)動(dòng)電極24b2與固定驅(qū)動(dòng)梳齒16b2和16b4相連；檢測(cè)電極 23al與固定檢測(cè)梳齒18al、18a3相連、檢測(cè)電極23a2與固定檢測(cè)梳齒18a2、18a4相連、檢 測(cè)電極23a3與固定檢測(cè)梳齒18a6、18a8相連、檢測(cè)電極23a4與固定檢測(cè)梳齒18a5、18a7相 連、檢測(cè)電極23bl與固定檢測(cè)梳齒18bl、18b3相連、檢測(cè)電極23b2與固定檢測(cè)梳齒18b2、 18b4相連、檢測(cè)電極23b3與固定檢測(cè)梳齒18b6、18b8相連、檢測(cè)電極23b4與固定檢測(cè)梳齒 18b5、18b7 相連。對(duì)于鍵合點(diǎn)部分：固定錨點(diǎn) 9al、9a2、9a3、9a4、9a5、9a6、17al、17a2、17a3、 17a4、20al、20a2、20a3、20a4、20a5、20a6、20a7、20a8、9bl、9b2、9b3、9b4、9b5、9b6、17bl、 17b2、17b3、17b4、20bl、20b2、20b3、20b4、20b5、20b6、20b7、20b8 分別與鍵合點(diǎn) 21a3、21al、 21a6、21a2、21a5、21a4、21al5、21al6、21al8、21al7、21a8、21a9、21a7、21al0、21al2、21al3、 21all、21al4、21b3、21bl、21b6、21b2、21b5、21b4、21bl5、21bl6、21bl8、21bl7、21b8、21b9、 21b7、21bl0、21bl2、21bl3、21bll、21bl4 固接。
[0038] 綜上，本實(shí)用新型的MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置具有以下效果：（1)驅(qū) 動(dòng)解耦梁采用長(zhǎng)度較長(zhǎng)的單梁，梁的剛度減小，減少檢測(cè)機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)方向的隨動(dòng)效應(yīng)，單梁 的占用空間變小，更易放置，與橫梁下梁和檢測(cè)折疊梁的剛度配合，可以消除檢測(cè)機(jī)構(gòu)在驅(qū) 動(dòng)模態(tài)下的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。單梁的使用可以使敏感質(zhì)量的質(zhì)量增大，敏感質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)減小， 增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，且單梁的使用，敏感質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)向檢測(cè)機(jī)構(gòu)的傳遞會(huì)大大減??； (2)橫梁下梁采用單梁的形式，且與橫梁?jiǎn)吸c(diǎn)連接，可以減小在檢測(cè)模態(tài)下橫梁的非線性變 形對(duì)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的影響，減少檢測(cè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，與檢測(cè)折疊梁共同限制檢測(cè)機(jī)構(gòu)，使其只 在檢測(cè)方線性運(yùn)動(dòng)；（3)橫梁下梁與橫梁的連接點(diǎn)是橫梁非線性變形的極點(diǎn)，可減小在檢 測(cè)模態(tài)下橫梁非線性變形向檢測(cè)機(jī)構(gòu)的傳遞；(4)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固平衡梁的采用，并通過(guò)設(shè)定結(jié) 構(gòu)穩(wěn)固平衡梁與驅(qū)動(dòng)耦合梁的剛度比，驅(qū)動(dòng)耦合梁的存在造成子結(jié)構(gòu)左右驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)受力不 均衡的現(xiàn)象，使左右驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持一致，且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固平衡梁可以使檢測(cè)模態(tài)下的 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)減小。
[0039] 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，其特征在于：包括上下兩層，上層為振動(dòng)機(jī) 械結(jié)構(gòu)，下層為玻璃襯底； 所述玻璃襯底包括若干電極引線與若干鍵合點(diǎn)，所述電極引線包括公共電極、驅(qū)動(dòng)電 極與檢測(cè)電極三種； 所述振動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)放置的完全相同的單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié) 構(gòu)；振動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)四角處設(shè)有四個(gè)整體固定錨點(diǎn)，兩個(gè)單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié)構(gòu)之間 連接有驅(qū)動(dòng)耦合折疊梁，且兩個(gè)單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié)構(gòu)的上下各有一根橫梁，且兩 個(gè)單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié)構(gòu)同一側(cè)的橫梁相連；所述橫梁通過(guò)基座直梁與整體固定錨 點(diǎn)連接；在驅(qū)動(dòng)模態(tài)下，兩個(gè)單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié)構(gòu)通過(guò)驅(qū)動(dòng)耦合折疊梁建立關(guān)聯(lián)， 在檢測(cè)模態(tài)下，兩個(gè)單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié)構(gòu)之間通過(guò)橫梁建立關(guān)聯(lián)； 每個(gè)單質(zhì)量角速度測(cè)量單元子結(jié)構(gòu)均包括敏感質(zhì)量、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固平 衡梁、驅(qū)動(dòng)折疊梁、檢測(cè)折疊梁、驅(qū)動(dòng)解耦梁、檢測(cè)解耦梁與子結(jié)構(gòu)固定錨點(diǎn)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 位于敏感質(zhì)量的左右兩側(cè)，所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)位于敏感質(zhì)量的上下兩側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與檢測(cè) 機(jī)構(gòu)圍成一個(gè)口字形，敏感質(zhì)量位于口字形正中，口字形內(nèi)部四角處設(shè)置有四個(gè)子結(jié)構(gòu)固 定錨點(diǎn)；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與敏感質(zhì)量之間連有檢測(cè)解耦梁，檢測(cè)解耦梁位于敏感質(zhì)量的上下 兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樽笥曳较颍粰z測(cè)機(jī)構(gòu)與敏感質(zhì)量之間連有驅(qū)動(dòng)解耦梁，驅(qū)動(dòng)解 耦梁位于敏感質(zhì)量的左右兩側(cè)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平衡點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)解耦梁與檢測(cè)機(jī)構(gòu)的連接點(diǎn) 處，且檢測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樯舷路较?；?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)解耦梁、檢測(cè)解耦梁四者 組成一個(gè)田字；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上下兩側(cè)設(shè)有驅(qū)動(dòng)折疊梁，驅(qū)動(dòng)折疊梁將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在子結(jié)構(gòu) 固定錨點(diǎn)上；檢測(cè)機(jī)構(gòu)左右；兩側(cè)設(shè)有檢測(cè)折疊梁，檢測(cè)折疊梁將檢測(cè)機(jī)構(gòu)固定在子結(jié)構(gòu) 固定錨點(diǎn)上；所述驅(qū)動(dòng)折疊梁與檢測(cè)折疊梁均勻離各自最近的子結(jié)構(gòu)固定錨點(diǎn)相連；同時(shí) 通過(guò)橫梁下梁與橫梁相連，所述橫梁下梁位于檢測(cè)機(jī)構(gòu)靠近橫梁的一側(cè)； 每個(gè)整體固定錨點(diǎn)與子結(jié)構(gòu)固定錨點(diǎn)分別固接于玻璃襯底上的不同的鍵合點(diǎn)，使振動(dòng) 機(jī)械結(jié)構(gòu)懸浮在玻璃襯底上；兩個(gè)敏感質(zhì)量各有一個(gè)公共電極與之相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，其特征在于：所述驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)上下兩側(cè)還設(shè)有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固平衡梁，所述結(jié)構(gòu)穩(wěn)固平衡梁與離其最近的整體固定錨點(diǎn) 連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，其特征在于：所述驅(qū) 動(dòng)解耦梁采用單梁的形式。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，其特征在于：所述橫 梁下梁采用單梁的形式，且與橫梁?jiǎn)吸c(diǎn)連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，其特 征在于：所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含兩組驅(qū)動(dòng)梳齒，兩組驅(qū)動(dòng)梳齒左右對(duì)稱(chēng)布置，每組驅(qū)動(dòng)梳齒均包 括活動(dòng)驅(qū)動(dòng)梳齒與固定驅(qū)動(dòng)梳齒，活動(dòng)驅(qū)動(dòng)梳齒連在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的邊框上，固定驅(qū)動(dòng)梳齒與 固定驅(qū)動(dòng)梳齒錨點(diǎn)連接，且與活動(dòng)驅(qū)動(dòng)梳齒鑲嵌式布置，固定驅(qū)動(dòng)梳齒錨點(diǎn)固連在所述玻 璃襯底上的對(duì)應(yīng)位置的鍵合點(diǎn)上；同時(shí)所有固定驅(qū)動(dòng)梳齒與玻璃襯底上的驅(qū)動(dòng)電極連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，其特 征在于：所述檢測(cè)機(jī)構(gòu)包含兩組檢測(cè)梳齒，兩組檢測(cè)梳齒上下對(duì)稱(chēng)布置，每組檢測(cè)梳齒均包 括活動(dòng)檢測(cè)梳齒與固定檢測(cè)梳齒，活動(dòng)檢測(cè)梳齒連在檢測(cè)機(jī)構(gòu)的邊框上，固定檢測(cè)梳齒與 固連在玻璃襯底上的固定檢測(cè)梳齒錨點(diǎn)連接，且與活動(dòng)檢測(cè)梳齒鑲嵌式布置，固定檢測(cè)梳 齒錨點(diǎn)固連在所述玻璃襯底上的對(duì)應(yīng)位置的鍵合點(diǎn)上；同時(shí)所有固定檢測(cè)梳齒與玻璃襯底 上的檢測(cè)電極連接。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種MEMS陀螺儀的機(jī)械耦合誤差抑制裝置，該裝置包括上下兩層，上層為硅微陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)，下層為粘附有信號(hào)引線的玻璃襯底，陀螺儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)由左右對(duì)稱(chēng)放置的兩個(gè)完全相同的子結(jié)構(gòu)構(gòu)成，兩個(gè)子結(jié)構(gòu)之間分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)耦合折疊梁與橫梁連接，使得兩個(gè)子結(jié)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)模態(tài)和檢測(cè)模態(tài)都相互關(guān)聯(lián)。本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)解耦梁采用單梁的形式，及設(shè)定橫梁下梁與檢測(cè)折疊梁的剛度比，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上消除檢測(cè)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)和機(jī)械耦合誤差。調(diào)整基座橫梁的長(zhǎng)度及錨點(diǎn)的位置，使檢測(cè)模態(tài)下檢測(cè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是線性的。平衡穩(wěn)固梁的采用，并設(shè)定與驅(qū)動(dòng)耦合折疊梁的剛度比，使質(zhì)量塊的左右的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持一致。
【IPC分類(lèi)】G01C19/5656
【公開(kāi)號(hào)】CN204831318
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520588480
【發(fā)明人】楊波, 鄧允朋, 王行軍, 胡迪, 吳磊
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月6日