[发明专利]在微机电系统(MEMS)装置中耦合折叠弹簧

说明书

技术领域

本公开涉及在微机电系统(MEMS)装置中将质量块耦合基板的弹簧。

背景技术

多种微机电系统(MEMS)装置包括可移动地耦合基板的质量块。这种装置采用使质量块耦合基板的一系列耦合结构，例如直梁耦合器、T形锚、螺旋弹簧或折叠弹簧。

发明内容

描述了微机电系统(MEMS)装置，包括：质量块，通过设置在质量块的相对侧上的折叠弹簧可移动地连接到基板，其中耦合器将折叠弹簧中的两个耦合在一起。在一些实施方式中，耦合器是棒并且可以是刚性的。因此，耦合器限制折叠弹簧相对于彼此的运动。按照这种方式，质量块的运动可能被限制在优选的类型和频率上。

在某些实施方案中，提供微机电系统(MEMS)装置，包括：基板；通过第一和第二折叠弹簧可移动地耦合所述基板的质量块，其中质量块沿着所述第一折叠弹簧和/或所述第二折叠弹簧的压缩方向设置在所述第一和第二折叠弹簧之间；和使所述第一折叠弹簧耦合所述第二折叠弹簧的棒。

在某些实施方案中，提供微机电系统(MEMS)装置，包括：基板；通过第一和第二折叠弹簧可移动地耦合所述基板的质量块，其中质量块沿着所述第一折叠弹簧和/或所述第二折叠弹簧的压缩方向设置在所述第一和第二折叠弹簧之间；和用于使第一折叠弹簧耦合第二折叠弹簧的构件。

在某些实施方案中，提供被构造于采集能量的系统。所述系统包括：储能装置；和能量采集器，耦合储能装置和被构造为向所述储能装置递送电力。能量采集器包括：基板；通过第一和第二折叠弹簧可移动地耦合所述基板的质量块，其中质量块沿着所述第一折叠弹簧和/或所述第二折叠弹簧的压缩方向设置在所述第一和第二折叠弹簧之间；和使所述第一折叠弹簧耦合所述第二折叠弹簧的棒。

附图说明

将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在其出现的所有图中由相同的附图标记表示。

图1A是根据本发明的实施方案的微机电系统(MEMS)惯性装置的透视图，其具有通过折叠弹簧弹簧式连接到基板的质量块，其中棒将两个折叠弹簧耦合在一起。

图1B是图1A的MEMS惯性装置的顶视图。

图1C、1D和1E图1A-1B的MEMS惯性装置的三种不同操作模式。

图2A是根据本发明的实施方案的MEMS惯性装置的透视图，其具有通过折叠弹簧弹簧式连接到基板的质量块，其中多个棒将折叠弹簧中两个的多个折叠耦合在一起。

图2B是图2A的MEMS惯性装置的顶视图。

图2C、2D和2E描述图2A-2B的MEMS惯性装置的三种不同操作模式。

图2F是与图1A所示相比包括用于折叠弹簧的替代形状的MEMS装置的顶视图。

图3是引入本文所述类型的MEMS惯性装置的系统。

图4根据本发明的非限制性实施方案描述具有图3所示类型的传感器系统的汽车。

具体实施方式

本发明的方面提供了一种微机电系统(MEMS)装置，其具有通过耦合在质量块的相对侧上的两个折叠弹簧耦合到基板的可移动质量块，质量块通过耦合器耦合在一起。两个弹簧可以是具有蛇形形状的折叠弹簧，沿着质量块的运动方向延伸，并且所述耦合器可以是沿着从弹簧之一到另一个的运动方向延伸的棒。棒可以是刚性的，从而限制两个弹簧相对于彼此的运动。按照这种方式，在MEMS装置的正常操作条件下可能会抑制折叠弹簧的不期望的振动模式。

在一些实施方案中，弹簧可以包括多个折叠。多个耦合器可以将一个弹簧耦合到另一个弹簧，例如通过将一个弹簧的相应折叠连接到另一弹簧。在一些实施例中，耦合器可能都是刚性棒。

在一些实施方案中，MEMS装置是一种能够从可移动质量块运动中获得能量的能量采集装置。在至少一些实施例中，期望质量块从其平衡位置的位移是大的，例如大于200微米。位移越大，可能收获的能量越多。这里描述的耦合器将两个折叠弹簧联接在一起可以有助于这种弹簧在MEMS装置中的使用，其中质量块旨在经历大的位移。耦合器可以允许在MEMS装置的优选振动模式下的大位移，同时抑制与不想要的振动模式相关联的位移。