CN107782296B - 一种三轴mems陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴MEMS陀螺仪，包括设置于X轴方向上的X轴检测部、Y轴检测部以及Z轴检测部，并且上述三个检测部之间通过外部质量块相互连接，并且所述外部质量块与上述三个检测部之间通过若干根连接弹簧梁相连。上述三轴MEMS陀螺仪，利用一套驱动部件便能够实现对于X轴、Y轴和Z轴的角速度检测，从而节省了陀螺仪的内部空间，降低了成本。

Description

一种三轴MEMS陀螺仪

技术领域

本发明涉及MEMS陀螺仪技术领域，特别涉及一种三轴MEMS陀螺仪。

背景技术

随着各类消费电子产品逐渐向便携、轻便化发展，市场对体积更小的陀螺仪芯片的需求日益迫切。

针对目前市场已经知晓的MEMS技术，运用该技术已获得了诸如利用半导体材料制成的陀螺仪；目前我国面向此市场的MEMS陀螺仪主要为电容谐振式陀螺仪，即通过驱动电容机械结构使质量块在驱动模态上振动，在通过检测电容检测由于科里奥利力导致的质量块在检测方向的运动引起的电容变化。

在现有技术中，三轴陀螺仪机械部分由三个独立的X、Y和Z单轴陀螺仪构成，每个单轴陀螺仪结构中需要分别包含独立的质量块、驱动以及检测结构，并且相应的ASIC电路中需要采用三套独立的驱动电路分别驱动，导致最终陀螺仪芯片的体积较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种三轴MEMS陀螺仪，该三轴MEMS陀螺仪可以解决体积较大、成本较高问题。

为实现上述目的，本发明提供一种三轴MEMS陀螺仪，包括设置于X轴方向上的X轴检测部、Y轴检测部以及Z轴检测部，并且上述三个检测部之间通过外部质量块相互连接，并且所述外部质量块与上述三个检测部之间通过若干根连接弹簧梁相连。

相对于上述背景技术，本发明提供的三轴MEMS陀螺仪，主要包括一个X轴检测部、一个Y轴检测部以及一个Z轴检测部；将Y轴检测部左右两侧方向定义为X轴方向，Y轴检测部上下两侧方向定义为Y轴方向，X轴检测部、Y轴检测部以及Z轴检测部依次设置于X轴方向上；而本发明的核心在于利用连接弹簧梁以及外部质量块将X轴检测部、Y轴检测部以及Z轴检测部连接，从而实现当陀螺仪具有沿X轴、沿Y轴或者沿Z轴方向的旋转角速度时，X轴检测部、Y轴检测部以及Z轴检测部能够产生相应的运动，以便检测X轴、Y轴或Z轴角速度的大小；采用如上设置方式，利用一套在外部质量块上的驱动部件对整个可动结构进行驱动，便能够实现对于X轴、Y轴和Z轴的角速度检测，从而节省了陀螺仪的内部空间，降低了成本。

优选地，上述三个检测部之间具有用以设置锚点的间隙，所述外部质量块设置用以伸入所述间隙并与所述锚点相连的伸出端。

优选地，所述伸出端与所述锚点之间通过锚固弹簧梁连接。

优选地，所述X轴检测部包括位于与所述X轴方向垂直的Y轴方向上且相互连接的第三质量块和第四质量块，所述第三质量块位于所述第四质量块的上方；所述Y轴检测部包括位于X轴方向上且相互连接的第五质量块和第六质量块，所述第五质量块位于所述第六质量块的左侧；所述Z轴检测部包括位于Y轴方向上且相互连接的第七质量块和第八质量块，所述第七质量块位于所述第八质量块的上方；所述外部质量块具体为沿Y轴方向设置的第一质量块和第二质量块，所述第一质量块位于所述第二质量块的上方；并且所述第一质量块通过第一组连接弹簧梁分别与所述第三质量块、所述第五质量块、所述第六质量块和所述第七质量块相连；所述第二质量块通过第二组连接弹簧梁分别与所述第四质量块、所述第五质量块、所述第六质量块和所述第八质量块相连。

优选地，上述三个检测部均以其各自的水平中心线和竖直中心线上下对称及左右对称。

优选地，所述第三质量块与所述第四质量块之间还设置第九质量块，所述第九质量块的上下两端分别设置用以与所述第三质量块和所述第四质量块连接的第一U形梁；和/或，

所述第五质量块与所述第六质量块之间还设置第十质量块，所述第十质量块的左右两侧分别设置用以与所述第五质量块和所述第六质量块连接的第二U形梁；和/或，

所述第七质量块和所述第八质量块之间呈封闭状设置且相互连接四根刚性梁，位于上下两端的刚性梁分别与所述第七质量块和所述第八质量块之间通过第三U形梁连接。

优选地，在所述第一组连接弹簧梁中，与所述第五质量块和与所述第六质量块相连的连接弹簧梁包括呈L形的第一L刚性梁以及位于所述第一L刚性梁两端的第一末端弹簧梁，和/或在所述第二组连接弹簧梁中，与所述第五质量块和与所述第六质量块相连的连接弹簧梁包括呈L形的第二L刚性梁以及位于所述第二L刚性梁两端的第二末弹簧梁。

优选地，还包括：

用以提供交变电压以实现上述六个质量块运动的驱动电容；

用以检测所述X轴角速度的X轴检测电容，

用以检测所述Y轴角速度的Y轴检测电容，

用以检测所述Z轴角速度的Z轴检测电容。

优选地，还包括：

用以标定所述驱动电容的驱动幅度的驱动检测电容。

优选地，所述驱动电容左右对称设置于所述三轴MEMS陀螺仪的两侧；所述X轴检测电容上下对称设置于所述X轴检测部；所述Y轴检测电容左右设置于所述Y轴检测部；所述Z轴检测电容上下对称设置于所述Z轴检测部；所述驱动检测电容上下对称设置于所述Y轴检测部。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的三轴MEMS陀螺仪的结构示意图；

图2为图1中的三轴MEMS陀螺仪在驱动电容作用下的示意图；

图3为图1中的三轴MEMS陀螺仪对X轴进行检测时的示意图；

图4为图1中的三轴MEMS陀螺仪对Y轴进行检测时的示意图；

图5为图1中的三轴MEMS陀螺仪对Z轴进行检测时的示意图。

其中：

1-X轴检测部、2-Y轴检测部、3-Z轴检测部、31～360-第一弹簧梁～第六十弹簧梁、41～48-第一刚性梁～第八刚性梁、10-第一质量块、20-第二质量块、30-第三质量块、40-第四质量块、50-第五质量块、60-第六质量块、70-第七质量块、80-第八质量块、90-第九质量块、100-第十质量块、91-第一锚点、92-第二锚点、93-第三锚点、94-第四锚点、95-第五锚点、96-第六锚点、97-第七锚点、98-第八锚点、99-第九锚点、910-第十锚点、51～522-第一电极～第二十二电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明实施例所提供的三轴MEMS陀螺仪的结构示意图；图2为图1中的三轴MEMS陀螺仪在驱动电容作用下的示意图；图3为图1中的三轴MEMS陀螺仪对X轴进行检测时的示意图；图4为图1中的三轴MEMS陀螺仪对Y轴进行检测时的示意图；图5为图1中的三轴MEMS陀螺仪对Z轴进行检测时的示意图。

本发明提供的三轴MEMS陀螺仪，包括一个X轴检测部1、一个Y轴检测部2和一个Z轴检测部3；本发明将沿Y轴检测部2左右两侧的方向定义为X轴方向，X轴检测部1、Y轴检测部2和Z轴检测部3均位于X轴方向，并且X轴检测部1、Y轴检测部2和Z轴检测部3依次沿X轴布置。

如说明书附图1所示，三轴MEMS陀螺仪还包括外部质量块，外部质量块与三个检测部之间通过连接弹簧梁连接。

在连接弹簧梁的作用下，X轴检测部1、Y轴检测部2和Z轴检测部3相互连接，只要上述三个检测部中的任意一个受到扰动时，则其他两个便能够随之运动，以实现对于X轴、Y轴以及Z轴角速度检测的功能。

针对外部质量块与三个检测部的具体形状构造，本发明给出了一种优选方式；X轴检测部1与Y轴检测部2之间以及Y轴检测部2与Z轴检测部3之间均具有间隙，在该间隙内设置锚点；外部质量块具有伸出端，伸出端能够与间隙配合，并与锚点相连；伸出端与锚点之间可以采用锚固弹簧梁连接。

具体来说，X轴检测部1可以包括第三质量块30和第四质量块40，并且第三质量块30位于第四质量块40的上方；Y轴检测部2可以包括相互连接的第五质量块50和第六质量块60，第五质量块50位于第六质量块60的左侧；Z轴检测部3包括相互连接的第七质量块70和第八质量块80，第七质量块70位于第八质量块80的上方；而外部质量块具体为沿Y轴方向设置的第一质量块10和第二质量块20，第一质量块10位于第二质量块20的上方；第一质量块10通过第一组连接弹簧梁分别与第三质量块30、第五质量块50、第六质量块60和第七质量块70相连；第二质量块20通过第二组连接弹簧梁分别与第四质量块40、所述第五质量块50、第六质量块60和第八质量块80相连。且第一质量块10与第二质量块20均以其各自的水平中心线和竖直中心线上下对称及左右对称。

以说明书附图1为例，第一质量块10与第三质量块30之间通过第一弹簧梁31和第三弹簧梁33连接；第一质量块10与第五质量块50的上半部分通过第三十一弹簧梁331、第一刚性梁41以及第二十七弹簧梁327连接；第一质量块10与第六质量块60的上半部分通过第三十二弹簧梁332、第二刚性梁42以及第二十八弹簧梁328连接；第一质量块10与第七质量块70通过第四十一弹簧梁341和第四十三弹簧梁343连接。

第一组连接弹簧梁可以包括第一弹簧梁31；第三弹簧梁33；第三十一弹簧梁331、第一刚性梁41以及第二十七弹簧梁327的整体；第三十二弹簧梁332、第二刚性梁42以及第二十八弹簧梁328的整体；第四十一弹簧梁341和第四十三弹簧梁343这6部分构成。在第一组连接弹簧梁中，与第五质量块50连接的第三十一弹簧梁331、第一刚性梁41以及第二十七弹簧梁327的这一整体中，第一刚性梁41可以作为第一L刚性梁，并且第一L刚性梁的两端分别设置第一末端弹簧梁，即第三十一弹簧梁331和第二十七弹簧梁327。

与之类似地，第二质量块20与第四质量块40之间通过第二弹簧梁32和第四弹簧梁34连接；第二质量块20与第五质量块50的下半部分通过第三十三弹簧梁333、第三刚性梁43以及第二十九弹簧梁329连接；第二质量块20与第六质量块60的下半部分通过第三十弹簧梁330、第四刚性梁44以及第第三十四弹簧梁334连接；第二质量块20与第八质量块80通过第四十二弹簧梁342和第四十四弹簧梁344连接。

第二组连接弹簧梁可以包括第二弹簧梁32；第四弹簧梁34；第三十三弹簧梁333、第三刚性梁43以及第二十九弹簧梁329的整体；第三十弹簧梁330、第四刚性梁44以及第第三十四弹簧梁334的整体；第四十二弹簧梁342和第四十四弹簧梁344这6部分构成。在第二组连接弹簧梁中，与第五质量块50连接的第三十三弹簧梁333、第三刚性梁43以及第二十九弹簧梁329的这一整体中，第三刚性梁43可以作为第二L刚性梁，并且第二L刚性梁的两端分别设置第二末端弹簧梁，即第三十三弹簧梁333和第二十九弹簧梁329。

如说明书附图1所示，X轴检测部1、Y轴检测部2和Z轴检测部3均以其各自的水平中心线和竖直中心线上下对称及左右对称。针对X轴检测部1，其第三质量块30与第四质量块40之间设置第九质量块90；第九质量块90具有对称设置的上下两个第一U形梁，上下两个第一U形梁分别与第三质量块30与第四质量块40连接；其中，位于上端的第一U形梁可以包括第九弹簧梁39和第十弹簧梁310；位于下端的第一U形梁可以包括第十一弹簧梁311和第十二弹簧梁312。

Y轴检测部2的第五质量块50和第六质量块60之间设置第十质量块100；第十质量块100具有对称设置的左右两个第二U形梁，左右两个第二U形梁分别与第五质量块50和第六质量块60连接；其中，位于左侧的第二U形梁可以包括第十九弹簧梁319和第二十一弹簧梁321；位于右侧的第二U形梁可以包括第二十弹簧梁320和第二十二弹簧梁322。

Z轴检测部3的第七质量块70和第八质量块80围成具有中空的结构，中空的结构内呈封闭状设置四根刚性梁，即第五刚性梁45、第六刚性梁46、第七刚性梁47和第八刚性梁48；第五刚性梁45和第六刚性梁46分别位于中空的结构上下两侧，并且第五刚性梁45和第六刚性梁46通过第三U形梁连接；其中，第三U形梁可以包括第五十三弹簧梁353、第五十四弹簧梁354、第五十五弹簧梁355和第五十六弹簧梁356；即，第五刚性梁45与第五十三弹簧梁353和第五十四弹簧梁354连接，第六刚性梁46与第五十五弹簧梁355和第五十六弹簧梁356连接。

如说明书附图1所示，本发明的三轴MEMS陀螺仪共包括10个质量块，8根刚性梁，分别是第一刚性梁41、第二刚性梁42、第三刚性梁43、第四刚性梁44、第五刚性梁45、第六刚性梁46、第七刚性梁47和第八刚性梁48。

还包括60根弹簧梁，分别是第一弹簧梁31、第二弹簧梁32、第三弹簧梁33、第四弹簧梁34、第五弹簧梁35、第六弹簧梁36、第七弹簧梁37、第八弹簧梁38、第九弹簧梁39、第十弹簧梁310、第十一弹簧梁311、第十二弹簧梁312、第十三弹簧梁313、第十四弹簧梁314、第十五弹簧梁315、第十六弹簧梁316、第十七弹簧梁317、第十八弹簧梁318、第十九弹簧梁319、第二十弹簧梁320、第二十一弹簧梁321、第二十二弹簧梁322、第二十三弹簧梁323、第二十四弹簧梁324、第二十五弹簧梁325、第二十六弹簧梁326、第二十七弹簧梁327、第二十八弹簧梁328、第二十九弹簧梁329、第三十弹簧梁330、第三十一弹簧梁331、第三十二弹簧梁332、第三十三弹簧梁333、第三十四弹簧梁334、第三十五弹簧梁335、第三十六弹簧梁336、第三十七弹簧梁337、第三十八弹簧梁338、第三十九弹簧梁339、第四十弹簧梁340、第四十一弹簧梁341、第四十二弹簧梁342、第四十三弹簧梁343、第四十四弹簧梁344、第四十五弹簧梁345、第四十六弹簧梁346、第四十七弹簧梁347、第四十八弹簧梁348、第四十九弹簧梁349、第五十弹簧梁350、第五十一弹簧梁351、第五十二弹簧梁352、第五十三弹簧梁353、第五十四弹簧梁354、第五十五弹簧梁355、第五十六弹簧梁356、第五十七弹簧梁357、第五十八弹簧梁358、第五十九弹簧梁359和第六十弹簧梁360。

还包括共计10个锚点。上述10个质量块、8根刚性梁和10个锚点通过60根弹簧梁相互连接，整体组成了陀螺仪的可动部件。

第三质量块30与第四质量块40通过弹簧梁第一弹簧梁31、第二弹簧梁32、第三弹簧梁33和第四弹簧梁34与第一质量块10与第二质量块20连接。

第九质量块90通过第九弹簧梁39、第十弹簧梁310、第十一弹簧梁311和第十二弹簧梁312与第三质量块30与第四质量块40连接，并通过弹簧梁317和318与第五锚点95和第六锚点96连接。

第五质量块50与第六质量块60通过第二十七弹簧梁327、第二十八弹簧梁328、第二十九弹簧梁329、第三十弹簧梁330、第三十一弹簧梁331、第三十二弹簧梁332、第三十三弹簧梁333与第三十四弹簧梁334和第一刚性梁41、第二刚性梁42、第三刚性梁43与第四刚性梁44与第一质量块10和第二质量块20连接。

第十质量块100通过弹簧梁第十九弹簧梁319、第二十弹簧梁320、第二十一弹簧梁321、第二十二弹簧梁322、第二十三弹簧梁323、第二十四弹簧梁324、第二十五弹簧梁325和第二十六弹簧梁326与第五质量块50和第六质量块60连接，并通过第三十九弹簧梁339和第四十弹簧梁340与第九锚点99和第十锚点910连接。

第五质量块50与第六质量块60通过第二十七弹簧梁327、第二十八弹簧梁328、第二十九弹簧梁329、第三十弹簧梁330、第三十一弹簧梁331、第三十二弹簧梁332、第三十三弹簧梁333与第三十四弹簧梁334和第一刚性梁41、第二刚性梁42、第三刚性梁43与第四刚性梁44与第一质量块10和第二质量块20连接。

第十质量块100通过第十九弹簧梁319、第二十弹簧梁320、第二十一弹簧梁321、第二十二弹簧梁322、第二十三弹簧梁323、第二十四弹簧梁324、第二十五弹簧梁325和第二十六弹簧梁326与第五质量块50和第六质量块60连接，并通过第三十九弹簧梁339和第四十弹簧梁340与第九锚点99和第十锚点910连接。

第七质量块70和第八质量块80通过第四十一弹簧梁341、第四十二弹簧梁342、第四十三弹簧梁343与第四十四弹簧梁344和第一质量块10和第二质量块20连接。

第五刚性梁45和第六刚性梁46通过第五十三弹簧梁353、第五十四弹簧梁354、第五十五弹簧梁355和第五十六弹簧梁356与第七质量块70和第八质量块80连接，通过第五十七弹簧梁357、第五十八弹簧梁358、第五十九弹簧梁359和第六十弹簧梁360与第七刚性梁47和第八刚性梁48连接，第七刚性梁47和第八刚性梁48通过第四十九弹簧梁349和第五十二弹簧梁352与第七锚点97和第八锚点98连接。

需要说明的是，通过说明书附图1所示的设置方式，本领域技术人员能够知晓本发明三轴MEMS陀螺仪形状构造，因此本文针对上述刚性梁、弹簧梁以及锚点的设置方式不再赘述。当然，为了确保本发明三轴MEMS陀螺仪的正常运行，上述各部件还可以采用如附图1之外的其他方式设置。

本发明的三轴MEMS陀螺仪还包括驱动电容、X轴检测电容、Y轴检测电容以及Z轴检测电容，如说明书附图1所示。

三轴MEMS陀螺仪一共包括22个电极，分别从51～522；全部电极固定不动的；22个电极与上述陀螺仪的可动部件之间形成了22个电容。该22个电容可分为10组，分别为第一驱动电容和第二驱动电容，第一驱动检测电容和第二驱动检测电容，第一X轴检测电容和第二X轴检测电容，第一Y轴检测电容，第二Y轴检测电容，第一Z轴检测电容，第二Z轴检测电容。

其中第一驱动电容由第一电极51、第二电极52、第五电极55、第六电极56与可动部件之间形成；第二驱动电容由第三电极53、第四电极54、第七电极57、第八电极58与可动部件之间形成。

第一驱动检测电容由第九电极59、第十电极510、第十三电极513、第十四电极514与可动部件之间形成；第二驱动检测电容由第十一电极511、第十二电极512、第十五电极515、第十六电极516与可动部件之间形成。

第一X轴检测电容由第十七电极517与可动部件之间形成；第二X轴检测电容由第十八电极518与可动部件之间形成。

第一Y轴检测电容由第十九电极519与可动部件之间形成；第一Y轴检测电容由第二十电极520与可动部件之间形成。

第一Z轴检测电容由第二十一电极521与可动部件之间形成；第一Z轴检测电容由第二十二电极522与可动部件之间形成。

如说明书附图2所示，三轴MEMS陀螺仪受到驱动电容的驱动时，在第一驱动电容和第二驱动电容的两端施加方向相反的交变电压时，会产生交变静电力，使得第一质量块10和第二质量块20沿着Y轴往复运动；由于第一质量块10和第二质量块20通过弹簧梁与第三质量块30、第四质量块40、第七质量块70和第八质量块80相连，因此会将运动传递至第三质量块30、第四质量块40、第七质量块70和第八质量块80，使得第三质量块30、第四质量块40、第七质量块70和第八质量块80沿Y轴往复运动；而第一质量块10和第二质量块20通过第一刚性梁41，通过第二刚性梁42，通过第三刚性梁43和通过第四刚性梁44，还会将运动传递至第五质量块50和第六质量块60，并90°转动运动方向，导致第五质量块50和第六质量块60沿X轴往复运动。本发明为了能够准确地控制驱动幅度，结构上还需要第一驱动检测电容和第二驱动检测电容来标定驱动的幅度。

当三轴MEMS陀螺仪对X轴进行检测时，如说明书附图3所示；当有X轴角速度输入时，沿Y轴做往复运动的质量块第三质量块30和第四质量块40会受到Z轴方向的科里奥利力，使得第三质量块30和第四质量块40会围绕第五锚点95和第六锚点96固定的水平线上的X轴做往复转动运动，同时通过弹簧梁39～312带动第九质量块90沿着X轴做往复转动运动。此时与第九质量块90相对应的第一X轴检测电容和第二X轴检测电容也会产生周期变化，并通过后续电路检测这两个电容的差分变化，就可以知道输入X轴角速度的大小。

当三轴MEMS陀螺仪对Y轴进行检测时，如说明书附图4所示；当有Y轴角速度输入时，沿X轴做往复运动的第五质量块50和第六质量块60会受到Z轴方向的科里奥利力，使得第五质量块50和第六质量块60会沿第九锚点99和第十锚点910所固定的Y轴方向做往复转动运动，同时通过弹簧梁319～322带动第十质量块100左右两部分沿第九锚点99和第十锚点910所固定的Y轴方向做往复转动运动，此时与第九质量块90相对应的第一Y轴检测电容和第二Y轴检测电容也会产生周期变化。通过后续电路检测这两个电容的差分变化，就可以知道输入Y轴角速度的大小。

当三轴MEMS陀螺仪对Z轴进行检测时，如说明书附图5所示；当有Z轴角速度输入时，沿Y轴做往复运动的第七质量块70和第八质量块80会受到X轴方向的科里奥利力，使得第七质量块70和第八质量块80会沿X轴做往复运动，同时通过弹簧梁353～356带动刚性梁45和46也沿着X轴做往复运动。在45和46的两侧，分别加入了刚性梁47和48，以确保45与46的运动方向相反。此时与刚性梁45和46相对应的第一Z轴检测电容和第二Z轴检测电容也会产生周期变化。通过后续电路检测这两个电容的变化，就可以知道输入Z轴角速度的大小。

本发明提供的三轴MEMS陀螺仪，通过把三个轴的质量块连接起来，使得只需要一套驱动电容(第一驱动电容和第二驱动电容)和一套驱动检测电容(第一驱动检测电容和第二驱动检测电容)就可以实现三个轴的驱动。这与传统的分立质量的三轴陀螺仪相比，节省了两套驱动电容和两套驱动检测电容。本发明的三轴MEMS陀螺仪共享驱动及驱动检测部件的质量块，提高了质量的利用效率，提高了灵敏度，因而节省了陀螺仪的面积，降低了成本。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的三轴MEMS陀螺仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，包括设置于X轴方向上的X轴检测部、Y轴检测部以及Z轴检测部，并且上述三个检测部之间通过外部质量块相互连接，并且所述外部质量块与上述三个检测部之间通过若干根连接弹簧梁相连；

所述X轴检测部包括位于与所述X轴方向垂直的Y轴方向上且相互连接的第三质量块和第四质量块，所述第三质量块位于所述第四质量块的上方；所述Y轴检测部包括位于X轴方向上且相互连接的第五质量块和第六质量块，所述第五质量块位于所述第六质量块的左侧；所述Z轴检测部包括位于Y轴方向上且相互连接的第七质量块和第八质量块，所述第七质量块位于所述第八质量块的上方；所述外部质量块具体为沿Y轴方向设置的第一质量块和第二质量块，所述第一质量块位于所述第二质量块的上方；并且所述第一质量块通过第一组连接弹簧梁分别与所述第三质量块、所述第五质量块、所述第六质量块和所述第七质量块相连；所述第二质量块通过第二组连接弹簧梁分别与所述第四质量块、所述第五质量块、所述第六质量块和所述第八质量块相连；

所述第三质量块与所述第四质量块之间还设置第九质量块，所述第九质量块的上下两端分别设置用以与所述第三质量块和所述第四质量块连接的第一U形梁；

所述第五质量块与所述第六质量块之间还设置第十质量块，所述第十质量块的左右两侧分别设置用以与所述第五质量块和所述第六质量块连接的第二U形梁；

所述第七质量块和所述第八质量块之间呈封闭状设置且相互连接四根刚性梁，位于上下两端的刚性梁分别与所述第七质量块和所述第八质量块之间通过第三U形梁连接；

还包括：

用以提供交变电压以实现上述六个质量块运动的驱动电容；

用以检测所述X轴角速度的X轴检测电容，

用以检测所述Y轴角速度的Y轴检测电容，

用以检测所述Z轴角速度的Z轴检测电容；

用以标定所述驱动电容的驱动幅度的驱动检测电容；

所述驱动电容左右对称设置于所述三轴MEMS陀螺仪的两侧；所述X轴检测电容上下对称设置于所述X轴检测部；所述Y轴检测电容左右设置于所述Y轴检测部；所述Z轴检测电容上下对称设置于所述Z轴检测部；所述驱动检测电容上下对称设置于所述Y轴检测部。

2.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，上述三个检测部之间具有用以设置锚点的间隙，所述外部质量块设置用以伸入所述间隙并与所述锚点相连的伸出端。

3.根据权利要求2所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，所述伸出端与所述锚点之间通过锚固弹簧梁连接。

4.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，上述三个检测部均以其各自的水平中心线和竖直中心线上下对称及左右对称。

5.根据权利要求1所述的三轴MEMS陀螺仪，其特征在于，在所述第一组连接弹簧梁中，与所述第五质量块和与所述第六质量块相连的连接弹簧梁包括呈L形的第一L刚性梁以及位于所述第一L刚性梁两端的第一末端弹簧梁，和/或在所述第二组连接弹簧梁中，与所述第五质量块和与所述第六质量块相连的连接弹簧梁包括呈L形的第二L刚性梁以及位于所述第二L刚性梁两端的第二末弹簧梁。