CN104897147A

CN104897147A - 一种mems三轴陀螺仪

Info

Publication number: CN104897147A
Application number: CN201510368747.7A
Authority: CN
Inventors: 郑国光
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Microelectronics Inc
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2035-06-29
Also published as: CN104897147B

Abstract

本发明公开了一种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。本发明的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。

Description

一种MEMS三轴陀螺仪

技术领域

本发明涉及惯性测量领域，更具体地，涉及一种基于微机电***制造的三轴陀螺仪。

背景技术

MEMS陀螺仪是基于微机电工艺制造的惯性器件，用于测量物体运动的角速度。它具有体积小，可靠性高，成本低廉，适合大批量生产的特点，因此具有广阔的市场前景，可应用于包括消费电子、航空航天、汽车、医疗设备和武器在内的广泛领域。

MEMS陀螺仪***通常包括驱动部分和检测部分，其采用科里奥力(以下称科氏力)的原理进行角速度的检测，而科氏力是人为构造出的虚拟力，具体地，需要在第一方向对结构进行驱动，当第二方向有角速度输入时，才会在第三方向上产生科氏力，引起质量块的位移，通过检测该位移的变化，来实现对角速度的检测。因此，MEMS陀螺仪的结构比较复杂，一般来说，在单个结构上集成XYZ三轴陀螺仪有很大的难度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种MEMS三轴陀螺仪的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种MEMS三轴陀螺仪，包括衬底，以及通过锚点弹性支撑在衬底上方的主质量块，所述衬底上设有与主质量块构成驱动电容并驱动主质量块转动的驱动电极；以主质量块的横向方向为X轴方向，以主质量块的竖向方向为Y轴方向，以垂直于主质量块所在平面的方向为Z轴方向；

还包括XY轴检测结构，所述XY轴检测结构包括通过锚点弹性支撑在所述衬底上方的随动质量块，其中，所述随动质量块的侧壁通过驱动弹性梁与主质量块连接；在所述随动质量块上还设置有X轴检测质量块、Y轴检测质量块，其中，其中X轴检测质量块位于随动质量块的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；所述Y轴检测质量块位于随动质量块的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；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、第二连接梁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与主质量块连接的Z轴解耦质量块，还包括与Z轴解耦质量块平行布置的Z轴检测质量块，其中所述Z轴检测质量块通过位于其两侧的第四连接梁与Z轴解耦质量块连接；所述Z轴检测质量块通过第五连接梁连接在固定于衬底的锚点上，且第四连接梁与第五连接梁垂直；所述Z轴检测质量块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。

优选地，所述XY轴检测结构设有两个，分布在主质量块X轴方向的中线上，且相对于主质量块的锚点对称。

优选地，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、第二X轴检测质量块，所述第一X轴检测质量块、第二X轴检测质量块位于随动质量块Y轴方向的中线上，且相对于随动质量块的锚点对称；

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、第二Y轴检测质量块，所述第一Y轴检测质量块、第二Y轴检测质量块位于随动质量块X轴方向的中线上，且相对于随动质量块的锚点对称。

优选地，在所述主质量块上设置有通孔，所述随动质量块位于相应的通孔内，所述驱动弹性梁与随动质量块的侧壁平行。

优选地，所述驱动弹性梁设有四个，分别位于随动质量块的四个侧壁方向。

优选地，所述主质量块通过第一十字弹性梁连接在其锚点上；所述随动质量块通过第二十字弹性梁连接在其锚点上。

优选地，所述Z轴检测结构设有两个，分别记为第一Z轴检测结构、第二Z轴检测结构，所述第一Z轴检测结构、第二Z轴检测结构分布在主质量块Y轴方向的中线上，且相对于主质量块的锚点对称。

优选地，所述第四连接梁沿着Y轴方向延伸，所述第五连接梁沿着X轴方向延伸，且所述第五连接梁设置有两个，分别位于Z轴检测质量块位于Y轴方向的两侧。

优选地，所述Z轴检测质量块包括相对于主质量块Y轴中线对称的第一Z轴检测质量块、第二Z轴检测质量块，以及连接第一Z轴检测质量块、第二Z轴检测质量块的连接部；其中，所述第一Z轴检测质量块、第二Z轴检测质量块上均设有所述的第三可动电极、第四可动电极。

优选地，所述驱动电极设有四个，两两分布在主质量块相对的两侧。

本发明的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X、Y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。

本发明的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。

本发明的发明人发现，在现有技术中，MEMS陀螺仪的结构比较复杂，一般来说，在单个结构上集成XYZ三轴陀螺仪有很大的难度。因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明三轴陀螺仪的结构示意图。

图2是本发明XY轴检测结构与主质量块的连接示意图。

图3是XY轴检测结构的示意图。

图4是Z轴检测结构的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参考图1，本发明提供了一种MEMS三轴陀螺仪，其包括衬底(视图未给出)，以及弹性悬置在衬底上方的主质量块1，还包括驱动主质量块1在衬底上方转动的驱动电极8。本发明为了便于描述，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。对于本领域的技术人员而言，应当理解的是，定义的X、Y、Z轴的方向只是为了便于描述，不应该用来限制本发明的保护范围，例如也可以定义主质量块1的竖向方向为X轴方向，定义主质量块1的横向方向为Y轴方向等。

参考图1、图2，在衬底上固定有锚点1a，主质量块1通过一弹性梁连接在所述锚点1a上，使得主质量块1在受到外界的驱动力时，可以以锚点1a为转轴进行转动，该锚点1a优选位于主质量块1的结构中心，使得主质量块1具有对称的结构。主质量块1与锚点1a之间的这种连接结构属于本领域技术人员的公知常识。其中，所述弹性梁优选为第一十字弹性梁1b，从而可以使主质量块1稳固连接在锚点1a上。当主质量块1受到外界相应的驱动时，使其可以以锚点1a为转轴，扭转第一十字弹性梁1b变形，并在Z轴方向上顺时针或逆时针转动。

本发明的驱动电极8主要为主质量块1提供驱动力，该驱动电极8例如可以分布在主质量块1相对的两侧，并与主质量块1构成驱动电容。在本发明一个具体的实施方式中，参考图1，驱动电极8设置有四个，分别设置在主质量块1两个Y轴方向侧壁的上部、下部。驱动电极8可以通过锚点固定在衬底上，其与主质量块1的侧壁可以构成梳齿电容。近似位于主质量块1对角线方向上的两个驱动电极8为一组，两组驱动电极形成了差分驱动电容。以图1的视图方向为准，例如位于主质量块左上方、右下方的两个驱动电极8为一组，可以驱动主质量块1逆时针转动；位于主质量块1左下方、右上方的两个驱动电极8为一组，可以驱动主质量块1顺时针转动。当然对于本领域技术人员来说，四个驱动电极8也可以设置在主质量块1两个X轴方向侧壁的左方、右方，同样可以实现主质量块1的顺时针或逆时针驱动。

本发明的MEMS三轴陀螺仪，还包括用于检测X轴角速度、Y轴角速度的XY轴检测结构3，参考图2，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。与主质量块1的连接方式一致，在衬底上固定有锚点2a，随动质量块2通过一弹性梁连接在所述锚点2a上，使得随动质量块2在受到外界的驱动力时，可以以锚点2a为转轴进行转动。该锚点2a优选位于随动质量块2的结构中心，使得随动质量块2具有对称的结构。其中，所述弹性梁优选为第二十字弹性梁2b，从而可以使随动质量块2稳固连接在锚点2a上。当随动质量块2受到外界相应的驱动时，可以使其以锚点2a为转轴，扭转第二十字弹性梁2b变形，并在Z轴方向上逆时针或顺时针转动。

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的侧壁连接在一起。在本发明一个优选的实施方式中，所述主质量块1上设置有通孔，所述随动质量块2悬置在衬底的上方并位于相应的通孔内，其中，所述驱动弹性梁25与随动质量块2的侧壁平行设置，其两端固定在主质量块1的侧壁上，所述驱动弹性梁25的中部位置连接在随动质量块2的侧壁上。当驱动电极8驱动主质量块1顺时针转动的时候，由于随动质量块2通过锚点2a固定在衬底上，这就使得主质量块1通过驱动弹性梁25驱动随动质量块2逆时针转动；基于相同的道理，当驱动电极8驱动主质量块1逆时针转动的时候，主质量块1通过驱动弹性梁25驱动随动质量块2顺时针转动。

本发明的驱动弹性梁25可以设置四个，分别分布在随动质量块2的四个侧壁方向，通过四个驱动弹性梁25来驱动随动质量块2的转动，使其可以对随动质量块2的四周具有很好的限制作用，保证随动质量块2只在X轴、Y轴所构成的平面内转动。

在所述随动质量块2上还分布有X轴检测质量块、Y轴检测质量块，分别用于X轴角速度、Y轴角速度的测量。在本发明一个优选的实施方式中，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；其中第一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的Y轴方向上，优选位于随动质量块2的Y轴中线上，且相对于随动质量块2的锚点2a对称分布，从而保证了随动质量块2的对称性。其中，第一X轴检测质量块20、第二X轴检测质量块21分别通过沿Y轴方向延伸的第一连接梁20a与随动质量块2连接在一起；

所述Y轴检测质量块优选设置有两个，分别记为第一Y轴检测质量块22、第二Y轴检测质量块23；该两个Y轴检测质量块22、23位于随动质量块2的X轴方向上，优选位于随动质量块2的X轴中线上，且相对于随动质量块2的锚点2a对称分布，从而保证了随动质量块2的对称性。其中，第一Y轴检测质量块22、第二Y轴检测质量块23分别通过沿X轴方向延伸的第二连接梁22c与随动质量块2连接在一起。

第一Y轴检测质量块22、第二Y轴检测质量块23、第一X轴检测质量块20、第二X轴检测质量块21具有相同的结构，以第一Y轴检测质量块22为例，参考图3，其包括具有第一可动电极22a、第二可动电极22b的两端，并且，第一可动电极22a、第二可动电极22b相对于第二连接梁22c对称分布。也就是说第一Y轴检测质量块22沿着Y轴方向延伸，其中心位置连接在第二连接梁22c的中部。当受到Y轴方向的角速度时，在驱动电极8提供的驱动力下，使得第一Y轴检测质量块22在科式力的作用下以第二连接梁22c为支点作类似跷跷板的运动，也就是说，其中一个可动电极上升、另一个可动电极下降，通过在衬底上相应的位置设置固定电极，使得第一可动电极22a、第二可动电极22b之间可以构成差分电容结构，以实现Y轴角速度的检测。

其中，由于第一Y轴检测质量块22、第二Y轴检测质量块23相对于随动质量块2的锚点2a对称分布，这就使得第一Y轴检测质量块22与第二Y轴检测质量块23上的检测电容也可以构成用于Y轴角速度检测的差分电容结构。

基于相同的道理，所述第一X轴检测质量块20、第二X轴检测质量块21的两端也具有第一可动电极、第二可动电极，其中该两个可动电极相对于第一连接梁22a对称分布。也就是说第一X轴检测质量块20、第二X轴检测质量块21沿着X轴方向延伸，其中心位置连接在第一连接梁20a的中部。当受到X轴方向的角速度时，在驱动电极8提供的驱动力下，使得第一X轴检测质量块20、第二X轴检测质量块21在科氏力的作用下分别以相应的第一连接梁20a为支点作类似跷跷板的运动，也就是说，单个X轴检测质量块中，其中一个可动电极上升、另一个可动电极下降，通过在衬底上相应的位置上设置固定电极，使得同一个X轴检测质量块上的第一可动电极、第二可动电极之间可以构成差分电容结构，以实现X轴角速度的检测。

其中，第一X轴检测质量块20、第二X轴检测质量块21相对于随动质量块2的锚点2a对称分布，这就使得第一X轴检测质量块20与第二X轴检测质量块21上的检测电容也可以构成用于X轴角速度检测的差分电容结构。

在本发明另一优选的实施方式中，所述XY轴检测结构3设置两个，该两个XY轴检测结构3位于主质量块1的X轴中线上，且相对于主质量块1的锚点1a对称分布，从而保证了主质量块1的对称性。两个XY轴检测结构3中的X轴检测质量块可以构成用于检测X轴角速度的差分电容结构，两个XY轴检测结构3中的Y轴检测质量块可以构成用于检测Y轴角速度的差分电容结构。也就是说，以主质量块1为基准，在所述主质量块1的多个位置上分布设置X轴检测质量块、Y轴检测质量块，从而可以在该多个位置检测X、Y轴的角速度，并通过各自的差分电容结构将干扰的信号滤除，使得输出的XY轴的角速度信号更为精确。

本发明的MEMS三轴陀螺仪，还包括Z轴检测结构，用于Z轴角速度的测量。在本发明一个优选的实施方式中，所述Z轴检测结构设置有两个，分别记为第一Z轴检测结构7、第二Z轴检测结构6，其中，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的Y轴方向上，优选分布在主质量块1Y轴方向的中线上，且相对于主质量块1的锚点1a对称分布，从而保证了主质量块1的对称性。

所述第一Z轴检测结构7、第二Z轴检测结构6具有相同的结构，以第一Z轴检测结构7为例，参考图1、图4，其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，该第三连接梁40可以位于X轴方向上，也可以位于Y轴方向上；第三连接梁40可以设置两条，分布在Z轴解耦质量块4相对的两侧；也可以设置四条，分布在Z轴解耦质量块4的四周。

在本发明一个具体的实施方式中，Z轴解耦质量块4沿X轴方向延伸，并且位于主质量块1Y轴方向的中线上，其中，第三连接梁40沿着X轴方向延伸，第三连接梁40的两端可以固定在Z轴解耦质量块4位于X轴方向的侧壁上，其中部位置与主质量块1的侧壁连接。当驱动电极8驱动主质量块1顺时针转动的时候，由于Z轴解耦质量块4并没有通过锚点连接在衬底上，这就使得主质量块1可以通过第三连接梁40驱动Z轴解耦质量块4顺时针转动；同样，当驱动电极8驱动主质量块1逆时针转动的时候，主质量块1通过第三连接梁40驱动Z轴解耦质量块4逆时针转动。

本发明的第一Z轴检测结构7，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；使得Z轴解耦质量块4可以通过第四连接梁41驱动Z轴检测质量块5发生位移。其中，所述Z轴检测质量块5通过第五连接梁50连接在衬底的锚点50a上，且第四连接梁41与第五连接梁50相互垂直。例如，所述第四连接梁41沿着Y轴方向延伸，也就是说，沿Y轴方向延伸的第四连接梁41的一端固定在Z轴检测质量块5，另一端固定在Z轴解耦质量块4上；而第五连接梁50沿着X轴方向延伸，其两端可以固定在Z轴检测质量块5上，其中部固定在衬底的锚点50a上；优选的是，第五连接梁50可以设置两条，分布在Z轴检测质量块5Y轴方向的两侧，从而使Z轴检测质量块5被第五连接梁50限制在X轴方向上，防止Z轴检测质量块5在X轴方向上发生位移。

当驱动电极8驱动主质量块1顺时针转动的时候，主质量块1通过第三连接梁40驱动Z轴解耦质量块4顺时针转动，Z轴解耦质量块4则通过第四连接梁41为Z轴检测质量块5提供一个顺时针转动的扭矩，当有Z轴方向的角速度输入时，Z轴检测质量块5受到位于X轴方向的科氏力分量以及Y轴方向的科氏力分量，但是由于Z轴检测质量块5通过沿X方向延伸的第五连接梁50连接在衬底的锚点50a上，也就是说，Z轴检测质量块5由于受到第五连接梁50的限制，使其不会在X轴方向上发生位移，而Z轴检测质量块5由于受到位于Y轴方向的科氏力分量，会在Y轴方向上发生相应的位移。由此，通过在衬底上设置与Z轴检测质量块5构成检测电容的固定电极9，即可实现Z轴角速度的测量。

为了形成Z轴角速度测量的差分电容结构，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，所述衬底上设置的固定电极9包括与第三可动电极、第四可动电极分别构成检测电容的第三固定电极90、第四固定电极91。对于本领域的技术人员来说，第三可动电极、第四可动电极可以设置在Z轴检测质量块5上相对的两侧；而对于质量块结构而言，Z轴检测质量块5相对两侧侧壁本身即为第三可动电极、第四可动电极，第三可动电极与第三固定电极90、第四可动电极与第四固定电极91可以分别构成侧面电容，并且共同构成了差分电容结构，以实现Z轴角速度的检测。

在本发明一个优选的实施方式中，所述Z轴检测质量块4包括相对于主质量块1Y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，第一Z轴检测质量块51、第二Z轴检测质量块52分别设置有第三可动电极、第四可动电极，所述衬底上设置有与其相应的固定电极。这就使得第一Z轴检测质量块51的第三可动电极、第四可动电极与其相应的固定电极可以构成差分电容结构，第二Z轴检测质量块52的第三可动电极、第四可动电极与其相应的固定电极也可以构成差分电容结构，且第一Z轴检测质量块51与第二Z轴检测质量块52上的检测电容共同构成差分电容结构。

其中第二Z轴检测结构6与第一Z轴检测结构7的结构相同，二者优选分布在主质量块1Y轴方向的中线上，且相对于主质量块1的锚点1a对称分布，使得第一Z轴检测结构7组成的检测电容与第二Z轴检测结构6组成的检测电容也可以构成差分电容结构，进一步提高了Z轴角速度检测的精度。通过第一Z轴检测结构7、第二Z轴检测结构，使得可以在多个位置检测Z轴的角速度，通过构成的差分电容结构可以将非科氏力所带来的干扰滤除掉，提高了Z轴角速度检测的精度。

上述介绍的第一Z轴检测结构7、第二Z轴检测结构6分布在主质量块1的Y轴方向上，XY轴检测结构3分布在主质量块1的X轴方向上，这样的结构设计可使整个芯片的结构紧凑，提高芯片的利用率。当然，对于本领域的技术人员来说，第一Z轴检测结构7、第二Z轴检测结构6还可以分布在主质量块1的X轴方向上，优选分布在主质量块1的X轴中线上，且相对于主质量块1的锚点1a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。

虽然已经通过例子对本发明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，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

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，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。