[发明专利]具有单驱动的微机械单片式三轴陀螺仪

权利要求书

1.一种惯性测量系统，包括装置层、粘合到所述装置层的第一面上的帽晶片、和粘合到所述装置层的第二面上的通孔晶片，其中，

所述装置层包括在x-y面中形成的单质量块三轴陀螺仪，所述单质量块三轴陀螺仪包括：

主质量块部件，悬置在单中心支架上，且所述主质量块部件包括向外朝所述三轴陀螺仪传感器的边缘延伸的放射状部分；

中心悬置系统，被配置为在所述单中心支架上悬置所述三轴陀螺仪；和

驱动电极，包括移动部分和固定部分，所述移动部分连接到所述放射状部分上，其中，所述驱动电极和所述中心悬置系统被配置为使所述三轴陀螺仪围绕垂直于x-y面的z轴以驱动频率振动；

其中，所述帽晶片和所述通孔晶片被配置为封装所述单质量块三轴陀螺仪。

2.根据权利要求1所述的系统，包括对称的x轴质量块部件，所述x轴质量块部件被配置为响应于z轴角运动而沿x轴反相移动。

3.根据权利要求2所述的系统，包括z轴陀螺仪耦合柔性轴承，所述z轴陀螺仪耦合柔性轴承被配置为将所述x轴质量块部件相连接，且抵抗所述x轴质量块部件之间的同相运动。

4.根据权利要求1所述的系统，包括所述装置层的面外电极，所述面外电极被配置为检测x轴角旋转和y轴角旋转。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述面外电极设置在所述通孔晶片上。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述驱动电极包括与多个固定棘爪相互交错的多个移动棘爪，其中，所述固定棘爪固定在所述通孔晶片上。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述装置层包括与所述三轴陀螺仪相邻地形成在x-y面上的三轴加速计；以及

其中，所述帽晶片和所述通孔晶片被配置为将所述三轴加速计和所述三轴陀螺仪封装在同一腔体中。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述装置层包括在x-y面中形成的单质量块三轴加速计，所述单质量块三轴加速计悬置于单中心支架上，且所述单质量块三轴加速计包括单独的x轴柔性轴承、y轴柔性轴承和z轴柔性轴承；

其中，所述x轴柔性轴承和所述y轴柔性轴承关于所述单中心支架对称，且所述z轴柔性轴承关于所述单中心支架不对称。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述帽晶片和所述通孔晶片被配置为将所述三轴加速计和所述三轴陀螺仪封装在同一腔体中。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述三轴加速计包括面内x轴加速计传感电极和面内y轴加速计传感电极。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述面内x轴加速计传感电极和所述面内y轴加速计传感电极关于所述单中心支架对称。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述三轴加速计包括面外z轴加速计传感电极。

13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述三轴加速计呈矩形且沿y轴的长度大于沿x轴或z轴的长度。

14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述x轴柔性轴承、y轴柔性轴承和z轴柔性轴承具有高面外刚度。

15.根据权利要求8所述的系统，其中，所述单质量块包括对面内x轴加速计传感电极、面内y轴加速计传感电极、x轴柔性轴承、y轴柔性轴承、和z轴柔性轴承加以包围的外部。

16.一种微机械单片式惯性传感器装置，包括，在装置层的x-y面上形成的单质量块三轴陀螺仪，所述单质量块三轴陀螺仪包括：

主质量块部件，悬置于单中心支架上，所述主质量块部件包括向外朝所述三轴陀螺仪的边缘延伸的放射状部分；

中心悬置系统，被配置为在所述单中心支架上悬置所述三轴陀螺仪；以及

驱动电极，包括移动部分和固定部分，所述移动部分连接到所述放射状部分上，其中，所述驱动电极和所述中心悬置系统被配置为使所述三轴陀螺仪围绕垂直于x-y面的z轴以驱动频率振动。

17.根据权利要求16所述的装置，包括对称的x轴质量块部件，所述对称的x轴质量块部件被配置为响应于z轴角运动而沿x轴反相移动。