JP5743338B2 - 互いに直交する三つの空間軸に関する回転運動を決定するためのマイクロジャイロスコープ - Google Patents
互いに直交する三つの空間軸に関する回転運動を決定するためのマイクロジャイロスコープ Download PDFInfo
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Description
2 角度可変プレート
3 zマス
4 フレーム
5 バネ
6 フレームバネ
7 フレーム締め付けボルト
8 角度可変バネ
9 締め付けボルト
10 同調バネ
11 くし状電極
11’ 対電極
12 センサー素子
13 センサーバネ
14 締め付けボルト
15 結合バネ
Claims (24)
- 3つの垂直に配置された空間軸x,yおよびzの周りの回転運動を決定するためのマイクロジャイロスコープであって、
基板(1)と、
前記基板(1)に垂直なz軸の周りに配置され、バネと締め付けボルトにより前記基板(1)に固定された、z軸に対して接線方向に振動する複数のマス(2,3)と、
前記基板(1)が任意の空間軸の周りを回転するとき、前記マス(2,3)にコリオリ力により偏向が引き起こされるように、前記マス(2,3)をz軸に対する接線方向に直接振動させるための駆動要素(11)と、
生じたコリオリ力による前記マス(2,3)の偏向を記録するためのセンサー要素と、を有し、
前記マス(2,3)は、前記基板(1)に平行なx軸またはy軸に対して角度可変に配置された角度可変プレート(2)と、前記基板(1)の平面に平行なx−y平面における前記z軸に対して少なくとも部分的に放射方向に振動することができるzマス(3)からなり、
前記zマス(3)は、z軸回りではなく、z軸に対して放射方向に振動することができる振動センサー要素(12)に接続されていることを特徴とするマイクロジャイロスコープ。
- 前記ジャイロスコープが前記z軸に対する接線方向に振動する8つのマス(2,3)を有し、
これらのマスのうち4つが、前記z軸に対して放射方向に付加的に動かされるzマス(3)として扱われることを特徴とする請求項1に記載のマイクロジャイロスコープ。 - z軸に対する接線方向にのみ振動する前記マスは、前記基板(1)の回転の記録のための前記xまたはy軸に対する角度可変プレート(2)であることを特徴とする請求項1または2に記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記z軸に対する放射方向および接線方向の両方に動かされ得る前記zマス(3)は、前記z軸に対する接線運動を可能にするため、フレーム(4)に結合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- コリオリ力により引き起こされる前記放射方向の振動の記録のための他のセンサー要素(12)が、前記z軸に対して放射方向および接線方向に動かされ得る前記zマス(3)に接続されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記フレーム(4)は前記基板(1)に、バネ、特に二つのバネと締め付けボルトにより固定されており、前記z軸に対して接線方向に動かされ得ることを特徴とする請求項4または5に記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記フレーム(4)は、前記zマス(3)の間またはz軸に対して接線方向にのみ振動する角度可変プレート(2)の間に配置されることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記z軸に対して放射方向および接線方向の両方に動かされ得る前記zマス(3)は、4つのバネにより前記フレーム(4)に接続されていることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記フレーム(4)に配置された前記zマス(3)は、z軸に対する放射方向にのみ動かされ得ることを特徴とする請求項4〜8のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記フレーム(4)は、前記基板(1)に固定されており、前記z軸に対して接線方向にのみ動かされ得ることを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記角度可変プレート(2)と前記フレーム(4)は、バネにより互いに接続されていることを特徴とする請求項4〜10のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記フレーム(4)は、z軸に対する接線方向に固定されており、放射方向には固定されていないことを特徴とする請求項4〜11のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 角度可変プレート(2)のいくつかは、x軸に対してのみ固定され、他の角度可変プレート(2)は、基板(1)のみに配置され、y軸に対してのみ傾けられることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記z軸に対する接線方向にのみ振動する前記マス(2)および/または前記フレーム(4)は前記z軸に対する前記接線方向の駆動振動を保持するための駆動要素(11)を含むことを特徴とする請求項4〜13のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記z軸に対する駆動振動を保持するために必要な前記駆動要素(11)は、適切なスイッチ駆動電圧を備えるくし状キャパシター電極である請求項1〜14のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記角度可変プレート(2)の偏向の記録のためのセンサー要素は、前記角度可変プレート(2)の下に配置されていることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記コリオリ力により引き起こされる前記zマス(3)の放射方向の振動を記録するためのセンサー要素は、前記zマス(3)に接続されることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記zマス(3)に接続され、前記コリオリ力により生じた前記zマス(3)の放射方向の振動を記録するための前記センサー要素は、移動可能なキャパシター測定電極であり、一方の電極が前記基板(1)に固定されて接続されていることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記測定電極は放射方向に移動可能であることを特徴とする請求項18に記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記センサー要素(12)の前記測定電極は、前記zマス(3)よりも前記センサーの中心により近いことを特徴とする請求項18または19に記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記マイクロジャイロスコープは、大きな円形の外形であることを特徴とする請求項1〜20のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記zマス(3)と前記センサー要素(12)は接線方向には堅くなく、放射方向には堅いバネでつなげられていることを特徴とする請求項1〜21のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記センサー要素(12)は、4つのバネで前記基板(1)に固定されていることを特徴とする請求項1〜22のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
- 前記角度可変プレート(2)は、バネにより前記基板(1)に配置されており、x−y平面における接線運動およびx−y平面外の角度可変運動を可能にし、前記角度可変プレート(2)を縦方向にねじり曲げることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載のマイクロジャイロスコープ。
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