在主质量块I的X轴中线上，且相对于主质量块I的锚点Ia对称，此时只要改变各Z轴检测结构中各连接梁的方向，例如选择第四连接梁41沿X轴方向延伸，选择第五连接梁50沿Y轴方向延伸，即可实现Z轴角速度的测量。
[0054]本实用新型的MEMS三轴陀螺仪，驱动电极驱动主质量块在Z轴方向上顺时针或逆时针转动，从而使得XY轴检测结构中的随动质量块逆时针或顺时针转动，使Z轴检测结构中的Z轴解耦质量块会随着主质量块顺时针或逆时针运动。在有X、Y轴方向的角速度输入时，x、Y轴检测质量块会产生位于Z轴方向的科氏力，从而使Χ、Υ轴检测质量块会发生类似跷跷板的运动，通过相应的固定电极即可实现x、Y轴角速度信号的测量；当有Z轴方向的角速度输入时，Z轴检测质量块会产生位于X轴、Y轴方向的科氏力，从而使Z轴检测质量块会发生平动，通过相应的固定电极即可实现Z轴角速度信号的测量。
[0055]本实用新型的MEMS三轴陀螺仪，通过上述的结构设计，可以将X、Y、Z三轴陀螺仪的检测集成在单个芯片上，提高了芯片的利用率，同时也提高了角速度信号检测的精度。
[0056]虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。
【主权项】
1.一种MEMS三轴陀螺仪，其特征在于:包括衬底，以及通过锚点(Ia)弹性支撑在衬底上方的主质量块(I)，所述衬底上设有与主质量块(I)构成驱动电容并驱动主质量块(I)转动的驱动电极⑶；以主质量块⑴的横向方向为X轴方向，以主质量块⑴的竖向方向为Y轴方向，以垂直于主质量块(I)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(I)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(I)连接的Z轴解耦质量块⑷，还包括与Z轴解耦质量块⑷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(I)X轴方向的中线上，且相对于主质量块(I)的锚点(Ia)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⑵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⑵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(I)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(I)通过第一十字弹性梁(Ib)连接在其锚点(Ia)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(DY轴方向的中线上，且相对于主质量块⑴的锚点(Ia)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(I)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(I)相对的两侧。
【专利摘要】本实用新型公开了一种MEMS三轴陀螺仪，随动质量块的侧壁通过驱动弹性梁与主质量块连接；在随动质量块上还设置有X、Y轴检测质量块，X轴检测质量块位于随动质量块Y轴方向上，并通过沿Y轴方向的第一连接梁与随动质量块连接；Y轴检测质量块位于随动质量块X轴方向上，且通过沿X轴方向的第二连接梁与随动质量块连接；包括通过第三连接梁与主质量块连接的Z轴解耦质量块，Z轴检测质量块通过第四连接梁与Z轴解耦质量块连接；Z轴检测质量块通过第五连接梁连接在衬底的锚点上。本实用新型的MEMS三轴陀螺仪，通过上述的结构设计，可以将三轴陀螺仪的检测集成在单个芯片上，提高了芯片的利用率，同时也提高了角速度信号检测的精度。
【IPC分类】G01C19/5712
【公开号】CN204679079
【申请号】CN201520455400
【发明人】郑国光
【申请人】歌尔声学股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月29日