[go: up one dir, main page]

FI126557B - Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi - Google Patents

Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi Download PDF

Info

Publication number
FI126557B
FI126557B FI20145413A FI20145413A FI126557B FI 126557 B FI126557 B FI 126557B FI 20145413 A FI20145413 A FI 20145413A FI 20145413 A FI20145413 A FI 20145413A FI 126557 B FI126557 B FI 126557B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
excitation
axis
motion
anchor points
microelectromechanical gyroscope
Prior art date
Application number
FI20145413A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20145413A7 (fi
Inventor
Anssi Blomqvist
Original Assignee
Murata Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co filed Critical Murata Manufacturing Co
Priority to FI20145413A priority Critical patent/FI126557B/fi
Priority to US14/694,208 priority patent/US9829318B2/en
Priority to TW104113658A priority patent/TWI600883B/zh
Priority to PCT/IB2015/053295 priority patent/WO2015170260A1/en
Priority to JP2016562237A priority patent/JP6304402B2/ja
Priority to EP15721872.8A priority patent/EP3140614B1/en
Publication of FI20145413A7 publication Critical patent/FI20145413A7/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI126557B publication Critical patent/FI126557B/fi

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G01C19/5755—Structural details or topology the devices having a single sensing mass
    • G01C19/5762—Structural details or topology the devices having a single sensing mass the sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5705—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis
    • G01C19/5712—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using masses driven in reciprocating rotary motion about an axis the devices involving a micromechanical structure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
    • G01C19/5719—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using planar vibrating masses driven in a translation vibration along an axis
    • G01C19/5733—Structural details or topology
    • G01C19/574—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion
    • G01C19/5747—Structural details or topology the devices having two sensing masses in anti-phase motion each sensing mass being connected to a driving mass, e.g. driving frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02—Sensors
    • B81B2201/0228—Inertial sensors
    • B81B2201/0242—Gyroscopes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03—Microengines and actuators
    • B81B2201/033—Comb drives

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)

Claims (15)

1. Mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne kulmaliikeakselin ympäri tapahtuvan kulmaliikkeen tunnistamiseksi, jolloin rakenne sisältää: herätyselementin (102), joka on ripustettu yksiulotteista liikettä varten herätysakselin suunnassa, jolloin herätysakseli on ortogonaalinen kulmaliikeakseliin nähden; havaintomassan (100), joka kannattelee yhtä tai useampaa havaintoroottorielektrodia; havaintomassa (100) on kytketty herätyselementtiin (102) ensimmäisellä suuntajousirakenteella (104); ensimmäinen suuntajousirakenne (104) pakottaa havaintomassan (100) liikkumaan herätyselementin (102) mukana; ensimmäisellä suuntajousirakenteella (104) on edullinen liikesuunta havaintoakselin suunnassa, jolloin havaintoakseli on ortogonaalinen kulmaliikeakseliin ja herätysakseliin nähden; tunnettu siitä, että herätyselementti (102) sisältää aktivointimassan (114) ja herätyskehyksen (116); ensimmäinen jousirakenne (104) kytkee havaintomassan (100) suunnatusti herätyskehykseen (116); toinen suuntajousirakenne (118) kytkee herätyskehyksen (116) aktivointimassaan (114); toisella suuntajousirakenteella (118) on edullinen liikesuunta havaintoakselin suunnassa; aktivointimassa (114) kannattelee yhtä tai useampaa herätyselektrodia ja on kytketty yhteen tai useampaan ensimmäiseen ankkuripisteeseen (110) kolmannella suuntajousirakenteella (106); kolmannella suuntajousirakenteella (106) on edullinen liikesuunta herätysakselin suunnassa; herätyskehys (116) on kytketty yhteen tai useampaan toiseen ankkuripisteeseen (112, 130) neljännellä jousirakenteella (108); neljännellä jousirakenteella (108) on edullinen liikesuunta herätysakselin suunnassa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu havaintoelementistä, joka sisältää havaintostaattorin ja havaintoroottorin, jolloin hava into roottori sisältää havaintomassan (100).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että havaintostaattori sisältää staattorikamman (206) ja hava into roottori sisältää roottorikamman (204), jolloin staattorikamman ja roottorikamman kampapiikit ovat lomittain.
4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että herätyselementti (102) sisältää herätysstaattorin ja herätysroottorin, jolloin herätysroottori sisältää aktivointimassan (114).
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että herätysstaattori sisältää staattorikamman (306) ja herätysroottori sisältää roottorikamman (304), jolloin staattorikamman ja roottorikamman kampapiikit ovat lomittain.
6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että ensimmäiset ankkuripisteet sisältävät ensimmäisten ankkuripisteiden parin (110), jotka on sijoitettu aktivointimassan (114) vastakkaisille puolille, ja herätysakseli yhtyy ensimmäisten ankkuripisteiden parin (110) yhdistävään linjaan.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että kolmas jousirakenne (108) sisältää kaksi jousta, jotka on suunnattu siten, että niiden siirtymäsuunnat ovat yhteisellä akselilla, joka on yhdensuuntainen herätysakselin kanssa.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että toiset ankkuripisteet sisältävät toisten ankkuripisteiden ensimmäisen parin (112), jotka on sijoitettu havaintomassan (100) vastakkaisille puolille; toisten ankkuripisteiden ensimmäisen parin (112) yhdistävä linja on yhdensuuntainen herätysakselin kanssa.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että toiset ankkuripisteet sisältävät toisten ankkuripisteiden toisen parin (130), jotka on sijoitettu havaintomassan (100) vastakkaisille puolille; toisten ankkuripisteiden toisen parin (130) yhdistävä linja on herätysakselin kanssa yhdensuuntainen ja se sijaitsee herätysakselin ja toisten ankkuripisteiden ensimmäisen parin (112) yhdistävän linjan välillä.
10. Jonkin edellä olevista patenttivaatimuksista 4-9 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu ensimmäisestä kerroselementistä (400) ja toisesta kerroselementistä (402), joista kumpikin käsittää herätyselementin ja havaintoelementin, ensimmäinen kerroselementti (400) ja toinen kerroselementti (402) on sijoitettu symmetria-akseliin (132) nähden symmetrisesti siten, että havaintomassat ovat kerroselementtien ulkopäissä.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että ensimmäistä kerroselementtiä ja toista kerroselementtiä varten tarkoitettu kolmas suuntajousirakenne (106) sisältää vähintään yhden yhteisen jäykän vipuelementin (410), jolla vipuelementillä (410) on kaksi päätä; vipuelementin (410) yksi pää on kytketty ensimmäisen kerroselementin aktivointimassaan (114), ja vipuelementin (410) toinen pää on kytketty toisen kerroselementin (402) aktivointimassaan (402); vipuelementti (410) on kiinnitetty keskeltä ensimmäiseen ankkuripisteeseen (110) keinumaista liikettä varten, jossa ensimmäinen ankkuripiste (110) on tukipiste.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että ensimmäistä kerroselementtiä varten ja toista kerroselementtiä varten tarkoitettu kolmas suuntajousirakenne (106) sisältää kaksi yhteistä jäykkää vipuelementtiä (410); kumpikin vipuelementti (410) on ripustettu erilliseen ensimmäiseen ankkuripisteeseen (110); ensimmäiset ankkuri pisteet (110) yhdistävä linja yhtyy symmetria-akseliin (132).
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että kukin vipuelementti (410) on ripustettu ankkuripisteeseen (110) palkkijousella; palkkijousi ulottuu symmetria-akselilla (132) ensimmäisestä ankkuripisteestä (110) kiinteään liitospisteeseen (422) tietyllä etäisyydellä vipuelementin (410) sisällä.
14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen mikroelektromekaaninen gyroskooppirakenne, tunnettu siitä, että kukin vipuelementti (410) on kytketty aktivointimassaan (114) vinojousella (424), joka kytkee interaktiivisesti vipuelementin (410) pään lievästi kaarevan liikepolun ja aktivointimassan (114) lineaarisen liikkeen herätysakselin suunnassa.
15. Mikroelektromekaaninen gyroskooppilaite, joka sisältää jonkin patenttivaatimuksista 1-14 mukaisen mikroelektromekaanisen gyroskooppirakenteen.
FI20145413A 2014-05-07 2014-05-07 Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi FI126557B (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20145413A FI126557B (fi) 2014-05-07 2014-05-07 Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi
US14/694,208 US9829318B2 (en) 2014-05-07 2015-04-23 Gyroscope structure and gyroscope device
TW104113658A TWI600883B (zh) 2014-05-07 2015-04-29 改良陀螺儀結構及陀螺儀裝置
PCT/IB2015/053295 WO2015170260A1 (en) 2014-05-07 2015-05-06 Improved gyroscope structure and gyroscope device
JP2016562237A JP6304402B2 (ja) 2014-05-07 2015-05-06 改良されたジャイロスコープ構造体及びジャイロスコープデバイス
EP15721872.8A EP3140614B1 (en) 2014-05-07 2015-05-06 Improved gyroscope structure and gyroscope device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20145413A FI126557B (fi) 2014-05-07 2014-05-07 Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20145413A7 FI20145413A7 (fi) 2015-11-08
FI126557B true FI126557B (fi) 2017-02-15

Family

ID=53175570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20145413A FI126557B (fi) 2014-05-07 2014-05-07 Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9829318B2 (fi)
EP (1) EP3140614B1 (fi)
JP (1) JP6304402B2 (fi)
FI (1) FI126557B (fi)
TW (1) TWI600883B (fi)
WO (1) WO2015170260A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106940182B (zh) * 2017-05-04 2023-05-23 成都振芯科技股份有限公司 一种四质量块耦合微机电陀螺仪
CN109387191B (zh) * 2018-09-28 2020-07-14 清华大学 一种高温度适应性mems平面谐振陀螺结构

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004301575A (ja) 2003-03-28 2004-10-28 Aisin Seiki Co Ltd 角速度センサ
JP4887034B2 (ja) 2005-12-05 2012-02-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 慣性センサ
EP2063223B1 (en) 2006-09-15 2014-06-18 Hitachi, Ltd. Angular velocity sensor
DE102007054505B4 (de) 2007-11-15 2016-12-22 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
IT1394007B1 (it) 2009-05-11 2012-05-17 St Microelectronics Rousset Struttura microelettromeccanica con reiezione migliorata di disturbi di accelerazione
JP4968298B2 (ja) 2009-09-04 2012-07-04 株式会社デンソー 振動型角速度センサ
US8549915B2 (en) 2009-10-23 2013-10-08 The Regents Of The University Of California Micromachined gyroscopes with 2-DOF sense modes allowing interchangeable robust and precision operation
DE102009046506B4 (de) * 2009-11-06 2024-01-18 Robert Bosch Gmbh Drehratensensor
JP4905574B2 (ja) 2010-03-25 2012-03-28 株式会社豊田中央研究所 可動部分を備えている積層構造体
FI124020B (fi) 2011-03-04 2014-02-14 Murata Electronics Oy Jousirakenne, resonaattori, resonaattorimatriisi ja anturi
US8427249B1 (en) * 2011-10-19 2013-04-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Resonator with reduced acceleration sensitivity and phase noise using time domain switch
JP2013181861A (ja) 2012-03-02 2013-09-12 Murata Mfg Co Ltd 振動ジャイロ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6304402B2 (ja) 2018-04-04
US20150323323A1 (en) 2015-11-12
FI20145413A7 (fi) 2015-11-08
JP2017514123A (ja) 2017-06-01
TW201546419A (zh) 2015-12-16
EP3140614A1 (en) 2017-03-15
TWI600883B (zh) 2017-10-01
US9829318B2 (en) 2017-11-28
EP3140614B1 (en) 2018-03-14
WO2015170260A1 (en) 2015-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI126071B (fi) Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi
US9452921B2 (en) Gyroscope structure and gyroscope
KR101699573B1 (ko) 포개지고 선형으로 진동하는 진동 부재를 포함하는 이중축 내충격 요 레이트 센서
KR101828771B1 (ko) 개선된 직교 보상을 갖는 자이로스코프 구조체 및 자이로스코프
KR20100023045A (ko) 회전 속도 센서
WO2015114530A1 (en) Improved ring gyroscope structure and gyroscope
KR101915954B1 (ko) 멤스 기반의 3축 가속도 센서
JP6527235B2 (ja) ジャイロスコープ
FI126557B (fi) Parannettu gyroskooppirakenne ja gyroskooppi

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 126557

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B