一种角速度传感器的制作方法

1.本技术涉及传感器技术领域，尤其涉及一种角速度传感器。


背景技术：

2.角速度传感器是一种利用物体转动时的惯性力来测量物体转动速度的重要装置。它在许多领域中都有广泛的应用，包括航空航天、汽车工业、工业自动化等。
3.角速度传感器中的结构件在移动或转动的过程中，会产生一定的功耗。由于功耗较大不利于节省角速度传感器的测量成本，因此有必要对如何减小角速度传感器的功耗进行研究。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种角速度传感器，可以节省驱动同步杠杆转动时的功耗，利于节省角速度传感器的测量成本。
5.本技术实施例的第一方面，提供了一种角速度传感器，该角速度传感器包括两个沿第一方向排列的驱动模块、两个沿第二方向排列的感测模块、感测模式机械放大结构和两个同步杠杆，第二方向与第一方向垂直。两个感测模块沿第一方向位于两个驱动模块之间；感测模式机械放大结构在第一方向上的两侧分别与两个驱动模块连接，感测模式机械放大结构在第二方向上的两侧分别与两个感测模块连接。两个驱动模块在第二方向上的一侧分别与一个同步杠杆的端部连接，两个驱动模块在第二方向上的另一侧分别与另一个同步杠杆的端部连接。
6.其中，同步杠杆包括本体、连接结构和第一弹性连接件，第一弹性连接件的第一端与连接结构连接，第一弹性连接件的第二端与本体连接，连接结构连接至锚固结构；第一弹性连接件在第一端与第二端之间具有弯折结构，弯折结构用于调节第一弹性连接件的弹性系数。
7.通过上述方案，弯折结构的设置相当于在有限且相同的空间内并排放置多个子第一弹性连接件，通过该多个子第一弹性连接件的并排放置可以调节第一弹性连接件的弹性系数，从而达到节省驱动第一弹性连接件时的功耗的效果，以利于节省角速度传感器的测量成本。
8.在一些实施例中，第一弹性连接件的数量为多个，多个第一弹性连接件间隔分布于连接结构的边缘。
9.通过上述方案，在驱动模块带动同步杠杆的本体转动时，各个第一弹性连接件上的受力较为均衡，有利于保证同步杠杆仅围绕其转轴做旋转运动，而不会产生其他方向的位移，从而便于提高角速度传感器测量角速度的精度。
10.在一些实施例中，第一弹性连接件被配置为s型、w型或v型。
11.通过上述方案，这几种形状的第一弹性连接件在第一端与第二端之间均具有弯折，因此可以在第一弹性连接件的第一端与第二端之间形成弯折结构，以便于调节第一弹
性连接件的弹性系数，和保证在非旋转运动方向上的刚度。
12.在一些实施例中，弯折结构包括至少一个连接部和多个弯折部，每个连接部的两端分别连接一个弯折部。多个弯折部的结构相同。
13.通过上述方案，可以方便根据多个弯折部的弹性系数来快速确定出第一弹性连接件的整体弹性系数，因此便于将第一弹性连接件的弹性系数调节至所需的数值，可以提高调节第一弹性连接件的弹性系数的效率。
14.在一些实施例中，第一弹性连接件的第一端与连接结构面连接，第一弹性连接件的第二端与本体面连接。
15.通过上述方案，第一弹性连接件的第一端与连接结构之间连接处的接触面积较大，该连接处的连接可靠性较高，减小了同步杠杆围绕锚固结构转动时，第一弹性连接件的第一端与连接结构之间发生连接失效的可能。另外，第一弹性连接件的第二端与本体之间连接处的接触面积较大，该连接处的连接可靠性也较高，减小了同步杠杠围绕锚固结构转动时，第一弹性连接件的第二端与本体之间发生连接失效的可能。
16.在一些实施例中，同步杠杆包括限位结构，限位结构用于限制本体绕锚固结构转动时的角度。
17.通过上述方案，可以限制本体绕锚固结构转动时的角度，从而减小了同步杠杆转动时与驱动模块发生干涉的情况发生的可能，保护同步杠杆或驱动模块免受较大的外部机械冲击。
18.在一些实施例中，限位结构包括连接于连接结构的延伸件和连接于本体的限位件，延伸件远离连接结构的端部位于限位件的转动路径上。
19.通过上述方案，在限位件随同步杠杆的本体转动的过程中，限位件会触碰延伸件。由于延伸件固定连接于连接结构，且连接结构在同步杠杆转动的过程中始终不动，因此当限位件触碰延伸件时，延伸件会阻碍限位件继续原方向转动，从而起到限制本体绕锚固结构转动时的角度的作用。
20.在一些实施例中，限位件的数量为两个，延伸件远离连接结构的端部位于两个限位件之间。
21.通过上述方案，使得限位结构可以在不同方向上限制本体绕锚固结构转动时的角度。
22.在一些实施例中，延伸件远离连接结构的端部位于两个限位件连线的垂直平分线上。
23.通过上述方案，延伸件远离连接结构的端部与两个限位件之间的距离相等，允许同步杠杆的本体沿不同方向转动的角度相同。在同步杠杆的本体沿不同方向转动的角度相同的情况下，连接于同步杠杆的本体两端的两个驱动模块在第二方向上的移动幅度相同，便于保证角速度传感器测量角速度的精度。
24.在一些实施例中，两个驱动模块的驱动模式运动和两个感测模块的感测模式运动之间机械解耦。
25.通过上述方案，驱动模块的驱动模式运动和感测模块的感测模式运动之间互不影响，可以显著提高角速度传感器的可靠性和工作性能。
26.上述说明仅是本技术实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术实施例
的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的一种角速度传感器的结构示意图。
29.图2为对应于图1的fem模拟示意图。
30.图3为本技术实施例提供的一种同步杠杆的结构示意图。
31.图4为本技术实施例提供的一种第一弹性连接件的结构示意图。
32.图5为本技术实施例提供的一种角速度传感器的部分结构示意图。
33.图6为图1中同步杠杆、第一驱动梭架和第三可移动枢轴的组合结构示意图。
34.图7为图1所示角速度传感器中的驱动模块运动时的结构示意图。
35.图8为对应于图7的fem模拟示意图。
36.图9为图1所示角速度传感器中的感测模块运动时的结构示意图。
37.图10为对应于图9的fem模拟示意图。
38.图11为本技术实施例提供的一种组合式角速度传感器的结构示意图。
39.附图标记说明：
40.1、驱动模块；11、第一质量块；12、第二质量块；13、第一驱动梭架；14、第二驱动梭架；15、第三驱动梭架；16、第四驱动梭架；2、感测模块；21、第一感测梭架；22、第二感测梭架；3、感测模式机械放大结构；31、第一可移动枢轴；32、第二可移动枢轴；4、同步杠杆；41、本体；42、连接结构；43、第一弹性连接件；431、弯折结构；4311、连接部；4312、弯折部；44、限位结构；441、延伸件；442、限位件；45、锚固结构；5、第二弹性连接件；6、第三可移动枢轴；7、第四可移动枢轴；8、挠曲件；100、角速度传感器；x、第二方向；y、第一方向；z、锚固结构的延伸方向。
具体实施方式
41.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
43.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语“实施例”并不一定均
是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
44.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本技术的角速度传感器的具体结构进行限定。例如，在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
45.此外，诸如第一方向、第二方向等用于说明本实施例的角速度传感器的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的，且尽管当角速度传感器的各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应改变。
46.此外，本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
47.在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)。
48.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，机械结构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接，例如通过固定件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其它固定件固定连接；物理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接也可以是一体地连接，例如，焊接、粘接或一体成型形成连接进行连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
49.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
50.图1为本技术实施例提供的一种角速度传感器的结构示意图，图2为对应于图1的fem模拟示意图，图3为本技术实施例提供的一种同步杠杆4的结构示意图，如图1至图3所示，该角速度传感器包括：两个沿第一方向y排列的驱动模块1、两个沿第二方向x排列的感测模块2、感测模式机械放大结构3和两个同步杠杆4，第二方向x与第一方向y垂直。
51.两个感测模块2沿第一方向y位于两个驱动模块1之间；感测模式机械放大结构3在第一方向y上的两侧分别与两个驱动模块1连接，感测模式机械放大结构3在第二方向x上的两侧分别与两个感测模块2连接。两个驱动模块1在第二方向x上的一侧分别与一个同步杠杆4的端部连接，两个驱动模块1在第二方向x上的另一侧分别与另一个同步杠杆4的端部连接。
52.其中，同步杠杆4包括本体41、连接结构42和第一弹性连接件43，第一弹性连接件43的第一端与连接结构42连接，第一弹性连接件43的第二端与本体41连接，连接结构42连接至锚固结构45；第一弹性连接件43在第一端与第二端之间具有弯折结构431，弯折结构431用于调节第一弹性连接件43的弹性系数。
53.如图1所示，一个驱动模块1包括沿第二方向x排列的第一质量块11、第一驱动梭架13和第二驱动梭架14，另一个驱动模块1包括沿第二方向x排列的第二质量块12、第三驱动
梭架15和第四驱动梭架16。
54.其中，第一质量块11在第二方向x上的一侧与第一驱动梭架13连接，第一质量块11在第二方向x上的另一侧与第二驱动梭架14连接，第一驱动梭架13和第二驱动梭架14用于在驱动模式运动的方向上产生第一质量块11的驱动模式运动。第二质量块12在第二方向x上的一侧与第三驱动梭架15连接，第二质量块12在第二方向x上的另一侧与第四驱动梭架16连接，第三驱动梭架15和第四驱动梭架16用于在驱动模式运动的方向上产生第二质量块12的驱动模式运动。
55.一个感测模块2包括第一感测梭架21，另一个感测模块2包括第二感测梭架22。第一感测梭架21和第二感测梭架22沿第一方向y位于第一质量块11和第二质量块12之间，以使两个感测模块2沿第一方向y位于两个驱动模块1之间。
56.感测模式机械放大结构3沿第一方向y位于第一质量块11和第二质量块12之间，且沿第二方向x位于第一感测梭架21和第二感测梭架22之间。
57.感测模式机械放大结构3在第一方向y上的两侧分别与两个驱动模块1连接指的是，感测模式机械放大结构3在第一方向y上的一侧与第一质量块11连接，感测模式机械放大结构3在第一方向y上的另一侧与第二质量块12连接。感测模式机械放大结构3在第二方向x上的两侧分别与两个感测模块2连接指的是，感测模式机械放大结构3在第二方向x上的一侧与第一感测梭架21连接，感测模式机械放大结构3在第二方向x上的另一侧与第二感测梭架22连接。
58.两个驱动模块1在第二方向x上的一侧分别与一个同步杠杆4的端部连接指的是，第一驱动梭架13远离第一质量块11的一侧与第一个同步杠杆的第一端连接，第三驱动梭架15远离第二质量块12的一侧与第一个同步杠杆的第二端连接。
59.两个驱动模块1在第二方向x上的另一侧分别与另一个同步杠杆4的端部连接指的是，第二驱动梭架14远离第一质量块11的一侧与第二个同步杠杆的第一端连接，第四驱动梭架16远离第二质量块12的一侧与第二个同步杠杆的第二端连接。
60.其中，第一个同步杠杆与第二个同步杠杆的结构相同，下面对同步杠杆4的结构进行详细介绍。
61.连接结构42通过锚固结构45固定连接于角速度传感器的衬底上，同步杠杆4的本体41旋转时，连接结构42和锚固结构45相对于衬底的位置固定不变。同步杠杆4的本体41、连接结构42和第一弹性连接件43可以是在一个完整的硅片上刻蚀之后形成的。本体41、连接结构42和第一弹性连接件43处于同一结构层，且锚固结构45处于该结构层与衬底之间。其中，锚固结构45可以充当同步杠杆4的转轴，锚固结构的延伸方向z、第一方向y和第二方向x互相垂直。
62.第一弹性连接件43的第一端与连接结构42连接，第一弹性连接件43的第二端与本体41连接，如此，本体41通过第一弹性连接件43连接于连接结构42。在锚固结构45固定连接于衬底的情况下，本体41通过第一弹性连接件43连接于连接结构42之后，通过连接结构42连接至锚固结构45，最后通过锚固结构45连接至衬底。第一弹性连接件43的设置允许同步杠杆4的本体41绕锚固结构45旋转，但抑制本体41进行线性平移。
63.其中，锚固结构45可以是圆柱形或棱柱形，连接结构42可以是圆形、正方形、六边形或八边形等。锚固结构45的横截面面积可以等于连接结构42的横截面面积，实际中，通常
也有锚固结构45的横截面面积小于连接结构42的横截面面积(如图3所示)的情况，本技术实施例对此不作限定。
64.根据胡克定律可知，第一弹性连接件43的弹性系数等于施加在第一弹性连接件43上的力除以第一弹性连接件43的变形量。可见，第一弹性连接件43的弹性系数与施加在第一弹性连接件43上的力成正比。换句话说，在第一弹性连接件43的变形量一定的情况下，如果第一弹性连接件43的弹性系数越大，则需要施加至第一弹性连接件43的力越大，反之，如果第一弹性连接件43的弹性系数越小，则需要施加至第一弹性连接件43的力越小。因此，可以通过调节第一弹性连接件43的弹性系数来节省驱动本体41时的功耗。
65.示例性地，如图3所示，第一弹性连接件43在第一端与第二端之间可以具有弯折结构431，以通过设置该弯折结构431来调节并优化第一弹性连接件43的弹性系数。
66.综上，将同步杠杆4中的第一弹性连接件43进行弯折，以在第一弹性连接件43的第一端与第二端之间形成弯折结构431。该弯折结构431的设置相当于在有限且相同的空间内并排放置多个子弹性连接件，通过该多个子弹性连接件的并排放置可以调节并优化第一弹性连接件43的弹性系数，从而达到节省驱动本体41时的功耗的效果，以利于节省角速度传感器的测量成本。
67.另外，第一弹性连接件43的弹性系数调节的情况下，第一弹性连接件43较为容易发生变形，第一弹性连接件43的刚度较小。根据简谐振动的原理，在第一弹性连接件43的质量恒定的情况下，第一弹性连接件43的本征频率与第一弹性连接件43的刚度呈正比。基于此，本技术在调节了第一弹性连接件43的刚度的情况下，便于调节同步杠杆4的本征频率，使得同步杠杆4的本征频率与驱动模块1的本征频率相一致。这样，同步杠杆4与驱动模块1可以处于谐振状态，从而便于节省驱动模块1带动同步杠杆4旋转时所需的功率，也起到减小功耗的作用。
68.在一些实施例中，第一弹性连接件43的数量可以为多个，多个第一弹性连接件43间隔分布于连接结构42的边缘。
69.第一弹性连接件43的数量至少为2个。第一弹性连接件43的数量可以是奇数，也可以是偶数，本技术实施例对此不作限定。
70.不论第一弹性连接件43的数量为奇数还是偶数，所有的第一弹性连接件43均可以对称分布于连接结构42的边缘。其中，该对称分布可以是关于连接结构42中心对称，也可以是关于连接结构42的任一截面呈轴对称，本技术实施例对此不作限定。示例性地，图3示出的同步杠杆4包括六个第一弹性连接件43，这六个第一弹性连接件43呈轴对称分布。
71.实际中，为了精确控制同步杠杆4的旋转运动，可以将多个第一弹性连接件43关于连接结构42中心对称分布。
72.综上，由于多个第一弹性连接件43对称分布于连接结构42的边缘，所以在驱动模块1带动同步杠杆4的本体41转动时，各个第一弹性连接件43上的受力较为均衡，有利于保证同步杠杆4仅围绕其转轴做旋转运动，而不会产生其他方向的位移，从而便于提高角速度传感器测量角速度的精度。
73.在一些实施例中，多个第一弹性连接件43的第一端与锚固结构45之间的距离可以相等。
74.其中，第一弹性连接件43的第一端是与第一弹性连接件43与连接结构42相连接的
端。第一弹性连接件43的第一端与锚固结构45之间的距离指的是第一弹性连接件43的第一端与锚固结构45之间的最近距离。
75.第一弹性连接件43旋转时，第一弹性连接件43上的部分能量会经过连接结构42传递至锚固结构45。由于锚固结构45连接至衬底，所以传递至锚固结构45的能量会部分反弹，反弹的能量会经过连接结构42返回至第一弹性连接件43。
76.假设多个第一弹性连接件43的第一端与锚固结构45之间的距离相等，则多个第一弹性连接件43向锚固结构45传递的能量相同，锚固结构45向多个第一弹性连接件43返回的能量也相同。这样，最终留在多个第一弹性连接件43上的能量可以保持相等，使得第一弹性连接件43上的能量不受锚固结构45处的能量耗散及反弹的影响。如此，便于保证多个第一弹性连接件43带动同步杠杆4做平稳的旋转运动。在同步杠杆4能够平稳旋转的情况下，与同步杠杆4连接的两个驱动模块1也能够同步平稳的运动。
77.在一些实施例中，第一弹性连接件43至少可以被配置为s型、w型或v型中的一种。
78.第一弹性连接件43可以包括一个s型的结构、一个w型的结构或一个v型的结构，第一弹性连接件43也可以是多个s型的结构连接之后形成的，或者是多个w型的结构连接之后形成的，或者是多个v型的结构连接之后形成的，或者是至少一个s型与至少一个w型的结构连接之后形成的。此处不再穷举第一弹性连接件43可能的结构形式，只要能在第一弹性连接件43的第一端与第二端之间形成弯折结构431即可，本技术实施例对第一弹性连接件43的形状不作限定。
79.本实施例中，将第一弹性连接件43设置为s型、w型或v型，这几种形状的第一弹性连接件43在第一端与第二端之间均具有弯折，因此可以在第一弹性连接件43的第一端与第二端之间形成弯折结构431，以便于调节第一弹性连接件43的弹性系数。
80.图4为本技术实施例提供的一种第一弹性连接件43的结构示意图，在一些实施例中，如图4所示，弯折结构431包括至少一个连接部4311和多个弯折部4312，每个连接部4311的两端分别连接一个弯折部4312。多个弯折部4312的结构相同。
81.连接部4311指的是相邻两个弯折部4312之间的部位，连接部4311的一个端部与一个弯折部4312连接，连接部4311的另一个端部与另一个弯折部4312连接。位于一侧边缘位置的弯折部4312中不与连接部4311连接的端部连接至第一弹性连接件43的第一端，位于另一侧边缘位置的弯折部4312中不与连接部4311连接的端部连接至第一弹性连接件43的第二端。
82.弯折部4312相对于连接部4311的面积较大，因此，弯折部4312对于第一弹性连接件43的弹性系数的影响也相对较大。假设将多个弯折部4312的结构设置地相同，则可以很方便地根据多个弯折部4312的弹性系数来快速确定出第一弹性连接件43的整体弹性系数，因此便于将第一弹性连接件43的弹性系数调节至所需的数值，可以有效调节第一弹性连接件43的弹性系数。
83.在一些实施例中，第一弹性连接件43的第一端可以与连接结构42面连接。
84.如此，第一弹性连接件43的第一端与连接结构42之间连接处的接触面积较大，该连接处的连接可靠性较高，减小了同步杠杆4围绕锚固结构45转动时，第一弹性连接件43的第一端与连接结构42之间发生连接失效的可能。
85.同理，在另一些实施例中，第一弹性连接件43的第二端可以与本体41面连接。如
此，第一弹性连接件43的第二端与本体41之间连接处的接触面积较大，该连接处的连接可靠性也较高，减小了同步杠杆4围绕锚固结构45转动时，第一弹性连接件43的第二端与本体41之间发生连接失效的可能。
86.需要说明的是，本技术可以仅将第一弹性连接件43的第一端与连接结构42面连接，也可以仅将第一弹性连接件43的第二端与本体41面连接，还可以在将第一弹性连接件43的第一端与连接结构42面连接的同时，将第一弹性连接件43的第二端与本体41面连接，本技术实施例对此不作限定。
87.请继续参考图3，在一些实施例中，如图3所示，同步杠杆4可以包括限位结构44，限位结构44用于限制本体41绕锚固结构45转动时的角度。
88.假设同步杠杆4绕锚固结构45无限制的旋转，则同步杠杆4的端部很有可能与驱动模块1发生碰撞，如此，可能会损坏同步杠杆4或驱动模块1，使得角速度传感器无法正常工作。
89.有鉴于此，本实施例通过设置限位结构44来限制本体41绕锚固结构45转动时的角度，从而减小了同步杠杆4转动时与驱动模块1发生干涉的情况，保护同步杠杆4或驱动模块1免受较大的外部机械冲击。
90.结合图3，在一些实施例中，限位结构44可以包括延伸件441和限位件442。延伸件441连接于连接结构42，限位件442连接于本体41，延伸件441远离连接结构42的端部位于限位件442的转动路径上。
91.延伸件441大致呈杆状。延伸件441可以是柔性悬臂梁，延伸件441具有位置相对的两个端部，延伸件441靠近连接结构42的一端与连接结构42连接，延伸件441远离连接结构42的一端位于限位件442的转动路径上，但不与限位件442固定连接。
92.延伸件441远离连接结构42的端部位于限位件442的转动路径上指的是，限位件442在随同步杠杆4的本体41转动的过程中，限位件442会触碰延伸件441。
93.综上，由于延伸件441远离连接结构42的端部位于限位件442的转动路径上，所以在限位件442随同步杠杆4的本体41转动的过程中，限位件442会触碰延伸件441。又由于延伸件441固定连接于连接结构42，且连接结构42在同步杠杆4转动的过程中始终不动，因此当限位件442触碰延伸件441时，延伸件441会阻碍限位件442继续原方向转动，从而起到限制本体41绕锚固结构45转动时的角度的作用。
94.进一步地，在一些实施例中，限位件442的数量可以为两个，延伸件441远离连接结构42的端部位于两个限位件442之间。
95.限位件442可以是杆状或板状等结构。两个限位件442的结构可以相同，也可以不相同，本技术实施例对此不作限定。
96.本实施例中，当同步杠杆4的本体41沿一个方向转动至一定角度时，其中一个限位件442会触碰延伸件441，使得延伸件441停止继续沿该一个方向转动，从而限制本体41继续沿该一个方向转动。当同步杠杆4的本体41沿另一个方向转动至一定角度时，另一个限位件442会触碰延伸件441，使得延伸件441停止继续沿该另一个方向转动，从而限制本体41继续沿该另一个方向转动。如此，使得限位结构44可以在不同方向上限制本体41绕锚固结构45转动时的角度。
97.其中，该一个方向与该另一个方向相反。示例性地，该一个方向可以是顺时针，该
另一个方向可以是逆时针。或者，该一个方向可以是逆时针，该另一个方向可以是顺时针。
98.更进一步地，延伸件441远离连接结构42的端部可以位于两个限位件442连线的垂直平分线上。这样，延伸件441远离连接结构42的端部与两个限位件442之间的距离相等，允许同步杠杆4的本体41沿不同方向转动的角度相同。在同步杠杆4的本体41沿不同方向转动的角度相同的情况下，连接于同步杠杆4的本体41两端的两个驱动模块1在第二方向x上的移动幅度相同，便于保证角速度传感器测量角速度的精度。
99.在一些实施例中，两个驱动模块1的驱动模式运动和两个感测模块2的感测模式运动之间机械解耦。也即是，驱动模块1的驱动模式运动和感测模块2的感测模式运动之间互不影响。
100.为了实现驱动模式运动和感测模式运动的机械解耦，如图5所示，感测模式机械放大结构3靠近第一质量块11的一侧通过第一可移动枢轴31与第一质量块11连接，感测模式机械放大结构3靠近第二质量块12的一侧通过第二可移动枢轴32与第二质量块12连接。第一可移动枢轴31在第二方向x上的两侧还分别通过一个第二弹性连接件5连接至对应的锚固，第二可移动枢轴32在第二方向x上的两侧也分别通过一个第二弹性连接件5连接至对应的锚固。
101.连接于第一可移动枢轴31两侧的第二弹性连接件5可以限制第一可移动枢轴31的运动方向，使得第一可移动枢轴31仅沿与第一方向y平行的方向运动，而不会沿其他方向运动。同理，连接于第二可移动枢轴32两侧的第二弹性连接件5可以限制第二可移动枢轴32的运动方向，使得第二可移动枢轴32仅沿与第一方向y平行的方向运动，而不会沿其他方向运动。
102.如图1所示，第一驱动梭架13和第三驱动梭架15分别通过一个第三可移动枢轴6连接到第一个同步杠杆。第三可移动枢轴6的设置使得第一个同步杠杆仅绕其固定枢轴旋转，而不干扰第一驱动梭架13和第三驱动梭架15沿第二方向x的线性运动。其中，第三可移动枢轴6的结构如图6所示。
103.同理，第二驱动梭架14和第四驱动梭架16分别通过一个第四可移动枢轴7连接到第二个同步杠杆。第四可移动枢轴7的设置使得第二个同步杠杆仅绕其固定枢轴旋转，而不干扰第二驱动梭架14和第四驱动梭架16沿第二方向x的线性运动。其中，第四可移动枢轴7的结构与第三可移动枢轴6的结构类似。
104.第一个同步杠杆可以包括第一机械解耦器，第一机械解耦器用于将第一驱动梭架13的线性运动和第三驱动梭架15的线性运动与第一个同步杠杆的旋转运动解耦。其中，第一机械解耦器可以是叉状的，即使在第一驱动梭架13和第三驱动梭架15发生大位移时，也能保持较低的应力。
105.同理，第二个同步杠杆可以包括第二机械解耦器，第二机械解耦器用于将第二驱动梭架14的线性运动和第四驱动梭架16的线性运动与第二个同步杠杆的旋转运动解耦。其中，第二机械解耦器的结构与第一机械解耦器的结构类似，此处不再展开描述第二机械解耦器的结构。
106.请继续参照图1，第一驱动梭架13、第二驱动梭架14、第三驱动梭架15、第四驱动梭架16、第一感测梭架21和第二感测梭架22均可以设置有挠曲件8，以使第一驱动梭架13、第二驱动梭架14、第三驱动梭架15、第四驱动梭架16、第一感测梭架21和第二感测梭架22可以
沿预定的方向进行直线运动。
107.其中，挠曲件8可以通过连接至对应锚固的多叉弹簧构成。
108.通过上述方案，均可以减小驱动模式运动及感测模式运动产生正交误差的可能，从而便于实现驱动模式运动和感测模式运动的机械解耦，可以显著提高角速度传感器的可靠性和工作性能。
109.图7为图1所示角速度传感器中的驱动模块1运动时的结构示意图，图8为对应于图7的fem模拟示意图，如图7和图8所示，驱动模式运动时，两个驱动模块1沿第二方向x同步反向运动，两个感测模块2均保持不动。可见，驱动模式运动时，驱动模块1的运动不会影响到感测模块2，两者之间机械解耦。
110.图9为图1所示角速度传感器中的感测模块2运动时的结构示意图，图10为对应于图9的fem模拟示意图，如图9和图10所示，当第一质量块11和第二质量块12在科里奥利力的作用下同步反向运动时，通过感测模式机械放大结构3的转换和放大，第一感测梭架21和第二感测梭架22在第二方向x上同步反向运动，而两个驱动模块1中的驱动梭架均保持不动。可见，感测模式运动时，感测模块2的运动不会影响到驱动模块11，两者之间机械解耦。
111.图11为本技术实施例提供的一种组合式角速度传感器的结构示意图，如图11所示，本技术实施例还提供一种组合式角速度传感器，该组合式角速度传感器包括两个前面实施例中的角速度传感器100。
112.前面实施例中的角速度传感器100包括两个质量块，该角速度传感器100也称双质量块角速度传感器。本实施例提供的组合式角速度传感器包括四个质量块，该组合式角速度传感器也称四质量块角速度传感器。
113.由于双质量块的角速度传感器100的结构及其有益效果均已在前面实施例做了详细阐述，故本技术在此不再赘述。
114.两个双质量块角速度传感器可以沿第一方向y轴对称分布。在双质量块角速度传感器中一对驱动模块1沿第一方向y轴对称分布，且一对感测模块2沿第二方向x轴对称分布的情况下，将两个双质量块角速度传感器沿第一方向y轴对称分布，便于实现四质量块角速度传感器的结构对称，从而便于四质量块角速度传感器中驱动模式运动与感测模式运动完全解耦。
115.本技术四质量块角速度传感器包括两个双质量块角速度传感器，因此，双质量块角速度传感器能实现的功能及效果，四质量块角速度传感器均能够实现。
116.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种角速度传感器，其特征在于，包括：两个沿第一方向排列的驱动模块、两个沿第二方向排列的感测模块、感测模式机械放大结构和两个同步杠杆，所述第二方向与所述第一方向垂直；两个所述感测模块沿所述第一方向位于两个所述驱动模块之间；所述感测模式机械放大结构在所述第一方向上的两侧分别与两个所述驱动模块连接，所述感测模式机械放大结构在所述第二方向上的两侧分别与两个所述感测模块连接；两个所述驱动模块在所述第二方向上的一侧分别与一个所述同步杠杆的端部连接，两个所述驱动模块在所述第二方向上的另一侧分别与另一个所述同步杠杆的端部连接；其中，所述同步杠杆包括本体、连接结构和第一弹性连接件，所述第一弹性连接件的第一端与所述连接结构连接，所述第一弹性连接件的第二端与所述本体连接，所述连接结构连接至锚固结构；所述第一弹性连接件在所述第一端与所述第二端之间具有弯折结构，所述弯折结构用于调节所述第一弹性连接件的弹性系数。2.根据权利要求1所述的角速度传感器，其特征在于，所述第一弹性连接件的数量为多个，多个所述第一弹性连接件间隔分布于所述连接结构的边缘。3.根据权利要求1所述的角速度传感器，其特征在于，所述第一弹性连接件被配置为s型、w型或v型。4.根据权利要求1所述的角速度传感器，其特征在于，所述弯折结构包括至少一个连接部和多个弯折部，每个所述连接部的两端分别连接一个所述弯折部；多个所述弯折部的结构相同。5.根据权利要求1所述的角速度传感器，其特征在于，所述第一弹性连接件的第一端与所述连接结构面连接，所述第一弹性连接件的第二端与所述本体面连接。6.根据权利要求1至5任一项所述的角速度传感器，其特征在于，所述同步杠杆包括限位结构，所述限位结构用于限制所述本体绕所述锚固结构转动时的角度。7.根据权利要求6所述的角速度传感器，其特征在于，所述限位结构包括连接于所述连接结构的延伸件和连接于所述本体的限位件，所述延伸件远离所述连接结构的端部位于所述限位件的转动路径上。8.根据权利要求7所述的角速度传感器，其特征在于，所述限位件的数量为两个，所述延伸件远离所述连接结构的端部位于两个所述限位件之间。9.根据权利要求8所述的角速度传感器，其特征在于，所述延伸件远离所述连接结构的端部位于两个所述限位件连线的垂直平分线上。10.根据权利要求1所述的角速度传感器，其特征在于，两个所述驱动模块的驱动模式运动和两个所述感测模块的感测模式运动之间机械解耦。

技术总结
本申请提供一种角速度传感器，属于传感器技术领域。角速度传感器包括两个沿第一方向排列的驱动模块、两个沿第二方向排列的感测模块、感测模式机械放大结构和两个同步杠杆。感测模式机械放大结构在第一方向的两侧分别与两个驱动模块连接，感测模式机械放大结构在第二方向的两侧分别与两个感测模块连接。两个驱动模块在第二方向的两侧分别与两个同步杠杆的端部连接。同步杠杆包括本体、连接结构和第一弹性连接件，第一弹性连接件的第一端与连接结构连接，第二端与本体连接。第一弹性连接件在第一端与第二端之间具有弯折结构，本申请通过在第一弹性连接件上设置弯折结构可以调节第一弹性连接件的弹性系数，从而节省驱动第一弹性连接件时的功耗。弹性连接件时的功耗。弹性连接件时的功耗。


技术研发人员：丹尼尔
受保护的技术使用者：复远芯（上海）科技有限公司
技术研发日：2023.08.17
技术公布日：2023/10/20