[发明专利]MEMS陀螺仪

权利要求书

1.一种MEMS陀螺仪，其特征在于，包括：

内质量环，所述内质量环包括4N个呈圆周阵列分布的内质量块和连接在相邻两个所述内质量块之间的内质量耦合梁，所述内质量耦合梁能够传递相邻两个所述内质量块之间的周向力，其中，N为整数，且N≥2；

外质量环，所述外质量环同轴设置在所述内质量环的外侧，所述外质量环包括分别与4N个所述内质量块位于同一径向的外质量块和连接在相邻两个所述外质量块之间的外质量耦合梁，所述外质量耦合梁能够传递相邻两个所述外质量块之间的周向力；

锚点结构，所述内质量环和所述外质量环均连接于所述锚点结构；

换能器，所述换能器呈圆周阵列分布，实现结构平面内的机械场与电场的耦合；

内外耦合梁，所述内外耦合梁连接在相邻的所述外质量块与所述内质量块之间，能够传递相邻的所述内质量块与所述外质量块之间的径向力；

所述MEMS陀螺仪能够工作在第一模态和第二模态，所述第一模态和所述第二模态中，同一径向的所述内质量块和所述外质量块均呈现反相振型。

2.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪，其特征在于，所述第一模态和第二模态中，所述内质量块和所述外质量块呈面内类2θ振型或面内类3θ振型。

3.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述内外耦合梁具有用于连接所述外质量块与所述内质量块的连接部，所述内外耦合梁为轴对称结构，所述连接部位于所述内外耦合梁的对称轴上。

4.根据权利要求3所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述内外耦合梁包括对称设置的两折叠梁，所述折叠梁包括沿径向设置的第一段、连接在所述第一段两端并沿周向延伸的第二段以及连接在所述第二段远离所述第一段并沿径向延伸的连接部，两所述连接部远离所述第二段的一端分别与所述内质量块和所述外质量块连接。

5.根据权利要求1所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述锚点结构包括中间锚点以及形成在所述中间锚点上的两弹性件，所述中间锚点位于相邻的所述内质量块与所述外质量块之间，所述中间锚点分别通过两所述弹性件与相邻的所述内质量块和所述外质量块连接。

6.根据权利要求5所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：相邻的所述内质量块与所述外质量块之间的中间锚点有两个，两所述中间锚点沿周向间隔设置。

7.根据权利要求5所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述弹性件包括弹性件本体、形成在所述弹性件本体上并沿径向延伸的第二折叠梁以及形成在所述弹性件本体上并沿周向延伸的第三折叠梁。

8.根据权利要求5所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述锚点结构还包括内锚点、内解耦梁、外锚点和外解耦梁，所述内锚点位于所述内质量环的内侧，所述内质量块通过所述内解耦梁与所述内锚点连接，所述内解耦梁隔离所述内质量块的周向运动，传递所述内质量块的径向运动，所述外锚点位于所述外质量环的外侧，所述外质量块通过所述外解耦梁与所述外锚点连接，所述外解耦梁隔离所述外质量块的周向运动，传递所述外质量块的径向运动，连接在同一径向的所述内质量块和所述外质量块上的所述中间锚点、所述内锚点和所述外锚点关于该径向对称设置。

9.根据权利要求8所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述内解耦梁包括内解耦梁本体、形成在所述内解耦梁本体上并沿径向延伸的第四折叠梁以及形成在所述内解耦梁本体上并沿周向延伸的第五折叠梁。

10.根据权利要求8所述的MEMS陀螺仪，其特征在于：所述外解耦梁包括外解耦梁本体、形成在所述外解耦梁本体上并沿径向延伸的第六折叠梁以及形成在所述外解耦梁本体上并沿周向延伸的第七折叠梁。