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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号CN104931032A
(43)申请公布日2015.09.23
(21)申请号CN201510362795.5
(22)申请日2015.06.26
(71)申请人清华大学
地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室
(72)发明人周斌张嵘张天陈志勇
(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司
代理人徐宁
(51)Int.CI
权利要求说明书说明书幅图
(54)发明名称
一种单锚定点四质量块MEMS谐
振式陀螺仪
(57)摘要
本发明涉及一种单锚定点四质量块
MEMS谐振式陀螺仪，该陀螺仪包括基板
层和位于基板层上方的结构层，结构层包
括：中心对称结构的支撑架，一端键合到
基板层上、另一端固定连接于支撑架对称
中心的锚定支撑柱和以锚定支撑柱为中心
对称均匀分布在支撑架四周、并分别通过
悬臂梁连接到支撑架上的四个质量块，每
个质量块均能够在支撑架平面内产生“主模
态”振动，或“次模态”振动，或同时产生
“主模态”和“次模态”振动；基板层上还设
置有固定电容极板，每个质量块内部设置
有可动电容极板，固定电容极板与可动电
容极板对应组合，形成与每个质量块相对
应的驱动电容、驱动检测电容、检测电容
和/或力平衡电容。本发明在角速度传感器
领域有很高的应用价值。
法律状态
法律状态公告日法律状态信息法律状态
权利要求说明书
1.一种单锚定点四质量块MEMS谐振式陀螺仪，其特征在于，该陀螺仪包括基板
层和位于所述基板层上方的结构层，所述结构层包括：
中心对称结构的支撑架，
一端键合到所述基板层上、另一端固定连接于所述支撑架的对称中心的锚定支撑
柱，和
以所述锚定支撑柱为中心对称均匀分布在所述支撑架四周，并分别通过悬臂梁连
接到所述支撑架上的四个质量块，所述质量块能够在所述支撑架平面
内产生“主模态”振动，或者产生“次模态”振动，或者同时产生
“主模态”和“次模态”振动；
所述基板层上还设置有固定电容极板，所述质量块内部设置有可动电容极板，所
述固定电容极板与所述可动电容极板相对应组合，形成与所述质量块
相对应的驱动电容、驱动检测电容、检测电容和/或力平衡电容。
2.如权利要求1所述的一种单锚定点四质量块MEMS谐振式陀螺仪，其特征在于，
所述“主模态”振动是指：通过所述驱动电容主动使所述质量块产生的振动；
所述“次模态”振动是指：当垂直于所述支撑架平面方向有角速度输入时，所述
质量块受到科式力的作用，在所述支撑架平面内产生垂直于所述“主
模态”振动方向的振动。
3.如权利要求1或2所述的一种单锚定点四质量块MEMS谐振式陀螺仪，其特征
在于，所述质量块为中心对称结构，存在两个互相垂直的对称轴；所
述陀螺仪的工作模式包括“对称模式”和“解耦模式”，通过调整所
述悬臂梁的刚度配置，能改变所述陀螺仪的工作模式；所述
“对称模式”既可工作在“速率模式”下，也可工作在“速率积分模式”
下；其中，
所述“对称模式”的“主模态”振动为四个所述质量块
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