[发明专利]具有同步框架的多轴陀螺仪

权利要求书

1.一种微机电陀螺仪，所述微机电陀螺仪包括形成四个基准质量块的组的第一基准质量块、第二基准质量块、第三基准质量块和第四基准质量块，其中，所述基准质量块在其静止位置围绕陀螺仪中心点对称布置，在所述陀螺仪中心点处，侧向轴线在设备平面内与横向轴线正交地相交，并且竖向轴线与所述侧向轴线和所述横向轴线两者正交地相交，

其中，所述第一基准质量块和第二基准质量块在其静止位置在所述侧向轴线上对准，并且所述第三基准质量块和第四基准质量块在其静止位置在所述横向轴线上对准，并且所述陀螺仪包括定位在所述陀螺仪中心点处的中央锚定点，

并且所述陀螺仪还包括一个或更多个驱动换能器和一个或更多个感应换能器，所述一个或更多个驱动换能器用于将所述四个基准质量块的组设置成初级振荡模式，所述一个或更多个感应换能器用于检测在所述陀螺仪分别绕所述竖向轴线、所述侧向轴线和/或所述横向轴线进行角旋转时由科里奥利力引起的所述四个基准质量块的组在z轴次级振荡模式、x轴次级振荡模式和/或y轴次级振荡模式下的振荡，

并且所述陀螺仪还包括用于将所述四个基准质量块的组从所述中央锚定点悬置的中央悬架装置，并且所述中央悬架装置围绕所述陀螺仪中心点定中心且比所述四个基准质量块的组更靠近所述陀螺仪中心点，并且所述四个基准质量块的组中的每个基准质量块附接至所述中央悬架装置，并且所述中央悬架装置灵活地适应所述初级振荡模式、所述z轴次级模式以及所述x轴次级模式和所述y轴次级模式，

其特征在于，所述陀螺仪还包括同步框架，所述同步框架围绕四个块的组的中心点定中心且定位成比所述四个基准质量块的组更远离所述陀螺仪中心点，并且所述四个基准质量块的组中的每个基准质量块通过一个或更多个框架悬架弹簧附接至所述同步框架，并且所述同步框架至少使所述x轴次级振荡模式和所述y轴次级振荡模式同步，

并且所述陀螺仪包括一起形成四个检测质量块的组的第一检测质量块、第二检测质量块、第三检测质量块和第四检测质量块，所述四个检测质量块的组在其静止位置围绕所述陀螺仪中心点对称布置，

其中，所述第一检测质量块和所述第二检测质量块在与所述侧向轴线和所述横向轴线以45度的角度相交且穿过所述陀螺仪中心点的第一对角轴线上对准，并且所述第三检测质量块和所述第四检测质量块在与所述第一对角轴线正交且穿过所述陀螺仪中心点的第二对角轴线上对准，

并且一个或更多个侧向角弹簧从侧向相邻的基准质量块延伸至每个检测质量块，并且一个或更多个横向角弹簧从横向相邻的基准质量块延伸至每个检测质量块，并且所述一个或更多个侧向角弹簧在侧向方向上是刚性的而在横向方向上是弹性的，并且所述一个或更多个横向角弹簧在所述横向方向上是刚性的而在所述侧向方向上是弹性的。

2.根据权利要求1所述的微机电陀螺仪，其特征在于，所述同步框架包括串联连接的四个正交的拐角元件，所述四个正交的拐角元件在其静止位置形成大致矩形形状，其中，每个拐角元件的两个端部通过铰链元件附接至两个相邻的所述拐角元件的端部，所述铰链元件允许所附接的拐角元件的相对于彼此的平面内旋转。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的微机电陀螺仪，其特征在于，所述陀螺仪包括外围悬架装置，所述外围悬架装置包括连接至两个外围锚定点的外围万向节结构，所述两个外围锚定点在所述侧向轴线或所述横向轴线上对准，

并且所述同步框架是内部同步框架，并且所述陀螺仪还包括外部同步框架，并且所述外围万向节结构包括两个侧向扭杆和两个横向扭杆，所述两个侧向扭杆在所述侧向轴线上对准以促进万向节绕所述侧向轴线的旋转，所述两个横向扭杆在所述横向轴线上对准以促进万向节绕所述横向轴线的旋转，其中，与所述外围锚定点在相同轴线上对准的两个扭杆从所述外部同步框架的相反两侧延伸至对应的外围锚定点，并且不与所述外围锚定点在相同轴线上对准的两个扭杆从所述内部同步框架的相反两侧延伸至所述外部同步框架。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的微机电陀螺仪，其特征在于，所述中央悬架装置包括连接至所述中央锚定点的中央万向节结构，并且所述中央万向节结构包括内部万向节框架和外部万向节框架、一个或更多个内部扭杆和两个外部扭杆，其中，所述内部扭杆从所述中央锚定点沿相反方向延伸至所述内部万向节框架，并且所述外部扭杆从所述内部万向节框架的相反两侧沿与所述内部扭杆正交的方向延伸至所述外部万向节框架。

5.根据权利要求4所述的微机电陀螺仪，其特征在于，所述中央悬架装置还包括串联连接的四个正交的拐角元件，所述四个正交的拐角元件围绕所述外部万向节框架，其中，所述拐角元件在其静止位置形成大致矩形形状，并且每个拐角元件的两个端部通过铰链元件附接至相邻的拐角元件的端部，所述铰链元件允许所附接的拐角元件的相对于彼此的平面内旋转，并且所述中央悬架装置还包括至少四个连接杆，其中，每个连接杆从所述外部万向节框架延伸至相邻的拐角元件的拐点，并且所述四个基准质量块的组中的每个基准质量块附接至相邻的铰链连接元件。