[发明专利]一种MEMS三轴陀螺仪

权利要求书

1.一种MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：包括衬底，以及通过锚点（1a）弹性支撑在衬底上方的主质量块（1），所述衬底上设有与主质量块（1）构成驱动电容并驱动主质量块（1）转动的驱动电极（8）；以主质量块（1）的横向方向为X轴方向，以主质量块（1）的竖向方向为Y轴方向，以垂直于主质量块（1）所在平面的方向为Z轴方向；

还包括XY轴检测结构（3），所述XY轴检测结构（3）包括通过锚点（2a）弹性支撑在所述衬底上方的随动质量块（2），其中，所述随动质量块（2）的侧壁通过驱动弹性梁（25）与主质量块（1）连接；在所述随动质量块（2）上还设置有X轴检测质量块、Y轴检测质量块，其中，X轴检测质量块位于随动质量块（2）的Y轴方向上，并通过沿Y轴方向的第一连接梁（20a）与随动质量块（2）连接；所述Y轴检测质量块位于随动质量块（2）的X轴方向上，且通过沿X轴方向的第二连接梁（22c）与随动质量块（2）连接；所述X轴检测质量块、Y轴检测质量块的两端具有分别沿对应的第一连接梁（20a）、第二连接梁（22c）对称的第一可动电极、第二可动电极；所述衬底上设置有与第一可动电极、第二可动电极构成差分检测电容的相应的固定电极；

还包括Z轴检测结构，所述Z轴检测结构包括通过第三连接梁（40）与主质量块（1）连接的Z轴解耦质量块（4），还包括与Z轴解耦质量块（4）平行布置的Z轴检测质量块（5），其中所述Z轴检测质量块（5）通过位于其两侧的第四连接梁（41）与Z轴解耦质量块（4）连接；所述Z轴检测质量块（5）通过第五连接梁（50）连接在固定于衬底的锚点（50a）上，且第四连接梁（41）与第五连接梁（50）垂直；所述Z轴检测质量块（5）上设置有第三可动电极、第四可动电极，所述衬底上设置有与第三可动电极、第四可动电极构成差分电容的固定电极。

2.根据权利要求1所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述XY轴检测结构（3）设有两个，分布在主质量块（1）X轴方向的中线上，且相对于主质量块（1）的锚点（1a）对称。

3.根据权利要求2所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：

所述X轴检测质量块设置有两个，分别记为第一X轴检测质量块（20）、第二X轴检测质量块（21），所述第一X轴检测质量块（20）、第二X轴检测质量块（21）位于随动质量块（2）Y轴方向的中线上，且相对于随动质量块（2）的锚点（2a）对称；

所述Y轴检测质量块设置有两个，分别记为第一Y轴检测质量块（22）、第二Y轴检测质量块（23），所述第一Y轴检测质量块（22）、第二Y轴检测质量块（23）位于随动质量块（2）X轴方向的中线上，且相对于随动质量块（2）的锚点（2a）对称。

4.根据权利要求3所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：在所述主质量块（1）上设置有通孔，所述随动质量块（2）位于相应的通孔内，所述驱动弹性梁（25）与随动质量块（2）的侧壁平行。

5.根据权利要求4所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述驱动弹性梁（25）设有四个，分别位于随动质量块（2）的四个侧壁方向。

6.根据权利要求1所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述主质量块（1）通过第一十字弹性梁（1b）连接在其锚点（1a）上；所述随动质量块（2）通过第二十字弹性梁（2b）连接在其锚点（2a）上。

7.根据权利要求1所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述Z轴检测结构设有两个，分别记为第一Z轴检测结构（7）、第二Z轴检测结构（6），所述第一Z轴检测结构（7）、第二Z轴检测结构（6）分布在主质量块（1）Y轴方向的中线上，且相对于主质量块（1）的锚点（1a）对称。

8.根据权利要求7所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述第四连接梁（41）沿着Y轴方向延伸，所述第五连接梁（50）沿着X轴方向延伸，且所述第五连接梁（50）设置有两个，分别位于Z轴检测质量块（5）位于Y轴方向的两侧。

9.根据权利要求7所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述Z轴检测质量块（5）包括相对于主质量块（1）Y轴中线对称的第一Z轴检测质量块（51）、第二Z轴检测质量块（52），以及连接第一Z轴检测质量块（51）、第二Z轴检测质量块（52）的连接部（53）；其中，所述第一Z轴检测质量块（51）、第二Z轴检测质量块（52）上均设有所述的第三可动电极、第四可动电极。

10.根据权利要求1所述的MEMS三轴陀螺仪，其特征在于：所述驱动电极（8）设有四个，两两分布在主质量块（1）相对的两侧。