角速度傳感器的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請要求于2014年11月14日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2014-0158803 號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)和2015年4月7日提交到韓國知識產(chǎn)權(quán)局的第10-2015-0048932 號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，所述韓國專利申請的公開內(nèi)容通過引用全部合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 一個或更多個實施例設(shè)及一種角速度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，角速度傳感器已經(jīng)被用于多個領(lǐng)域，例如：軍事領(lǐng)域，諸如人造衛(wèi)星、導(dǎo) 彈、無人駕駛飛機(jī)等；車輛領(lǐng)域，諸如氣囊、電子穩(wěn)定控制巧SC)、車輛的黑厘子等；攝像機(jī) 的手抖動預(yù)防；移動電話或游戲機(jī)的動作感測；導(dǎo)航等。
[0004] 角速度傳感器通?？刹捎觅|(zhì)量體粘附于諸如薄膜等彈性基底的構(gòu)造，W通過質(zhì)量 體與基底的相互作用而測量角速度。通過所述構(gòu)造，角速度傳感器可通過測量施加到質(zhì)量 體的科氏力來計算角速度。 陽〇化]詳細(xì)地，使用角速度傳感器測量角速度的方案如下。首先，可基于科氏力叩= 2m〇v"測量角速度，其中，"F"代表作用在質(zhì)量體上的科氏力，"m"代表質(zhì)量體的質(zhì)量，"Ω " 代表將要測量的角速度，"v"代表質(zhì)量體的運(yùn)動速度。其中，由于質(zhì)量體的運(yùn)動速度V和質(zhì) 量體的質(zhì)量m可W是預(yù)先知道的值，因此角速度Ω可通過檢測作用在質(zhì)量體上的科氏力 (巧而得到。
[0006] 因此，在示例中，角速度傳感器包括設(shè)置在薄膜（隔膜）上的壓電材料W驅(qū)動質(zhì)量 體或者感測粘附到薄膜的質(zhì)量體的位移?？深A(yù)期使相應(yīng)的驅(qū)動模式的共振頻率和相應(yīng)的感 測模式的共振頻率大體上彼此一致。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 一個或更多個實施例提供了一種角速度傳感器，包括：第一質(zhì)量體和第二質(zhì)量體； 第一框架；第一柔性連接器系統(tǒng)，將所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體連接至所述第一框 架，并包括被構(gòu)造為檢測所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體中的一個或更多個的位移的傳 感器；第二框架，設(shè)置為與所述第一框架分離；第二柔性連接器系統(tǒng)，連接所述第一框架和 所述第二框架，并包括被構(gòu)造為驅(qū)動所述第一框架相對于所述第二框架的運(yùn)動的驅(qū)動器， 其中，所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體通過所述第一柔性連接器系統(tǒng)柔性連接至所述第 一框架，W使所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體能夠沿第一軸方向旋轉(zhuǎn)，并能夠沿不同于 第一軸方向的第二軸方向平移，所述第一框架通過第二柔性連接器系統(tǒng)柔性連接至所述第 二框架，W使所述第一框架能夠沿不同于所述第一軸和第二軸方向的第Ξ軸方向相對于所 述第二框架產(chǎn)生角位移。
[0008] 所述第一柔性連接器系統(tǒng)可限制所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體沿所述第二 軸方向和第Ξ軸方向相對于所述第一框架的角位移，并限制所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì) 量體沿所述第一軸方向和第Ξ軸方向相對于所述第一框架的線位移。
[0009] 所述第二柔性連接器系統(tǒng)可限制所述第一框架沿所述第一軸方向和第二軸方向 相對于所述第二框架的角位移，并限制所述第一框架沿所述第一軸方向和第Ξ軸方向相對 于所述第二框架的線位移。
[0010] 所述第一柔性連接器系統(tǒng)還可包括：第一柔性連接器，分別將所述第一質(zhì)量體和 所述第二質(zhì)量體柔性連接至所述第一框架，并被構(gòu)造為梁，W使所述第一質(zhì)量體和所述第 二質(zhì)量體能夠相對于所述第一框架產(chǎn)生各自的彎曲位移；第二柔性連接器，分別將所述第 一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體柔性連接至所述第一框架，并具有鏈接結(jié)構(gòu)W使所述第一質(zhì)量 體和所述第二質(zhì)量體能夠相對于所述第一框架產(chǎn)生各自的扭轉(zhuǎn)位移和角位移。
[0011] 具有鏈接結(jié)構(gòu)的所述第二柔性連接器可包括：第一較鏈，分別連接至所述第一質(zhì) 量體和所述第二質(zhì)量體，W實現(xiàn)所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體的角位移；臂，連接至所 述第一較鏈的各自的第一較鏈部分并在與所述第一較鏈連接至所述第一質(zhì)量體和所述第 二質(zhì)量體的方向不同的方向上延伸，所述第一較鏈的第二較鏈部分分別連接至所述第一質(zhì) 量體和所述第二質(zhì)量體；第二較鏈，連接至所述臂的各自的第一側(cè)部，W實現(xiàn)所述臂的各自 的角位移，所述臂的第二側(cè)部分別連接至所述第一較鏈的第一較鏈部分；固定臂，連接所述 第二較鏈的各自的第一較鏈部分和所述第一框架，所述第二較鏈的第二較鏈部分分別連接 至所述臂的第一側(cè)部。
[0012] 具有連桿結(jié)構(gòu)的所述第二柔性連接器可包括：第一較鏈，分別連接至所述第一質(zhì) 量體和所述第二質(zhì)量體，W實現(xiàn)所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體的角位移；臂，連接至所 述第一較鏈的各自的第一較鏈部分并在與所述第一較鏈連接至所述第一質(zhì)量體和所述第 二質(zhì)量體的方向不同的方向上延伸，所述第一較鏈的第二較鏈部分分別連接至所述第一質(zhì) 量體和所述第二質(zhì)量體；第二較鏈，連接至所述臂的各自的第一側(cè)部，W實現(xiàn)所述臂的各自 的角位移，并將所述第二較鏈分別鏈接至所述第一框架，所述臂的第二側(cè)部分別連接至所 述第一較鏈的第一較鏈部分。
[0013] 所述第二柔性連接器還可包括結(jié)合較鏈，所述結(jié)合較鏈連接所述第一質(zhì)量體和所 述第二質(zhì)量體。
[0014] 所述第一較鏈的第二較鏈部分可分別連接至所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體 的中屯、部分。
[0015] 所述第一較鏈可與所述第二較鏈平行設(shè)置，所述臂被設(shè)置為與所述第一較鏈和所 述第二較鏈正交。
[0016] 所述第一較鏈分別連接至所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體的連接方向可與第 二柔性連接器系統(tǒng)的柔性連接器連接所述第一框架和所述第二框架的方向正交。
[0017] 所述第二柔性連接器系統(tǒng)可包括第一柔性連接器，所述第一柔性連接器連接所述 第一框架和所述第二框架并被構(gòu)造為梁W使所述第一框架能夠相對于所述第二框架實現(xiàn) 彎曲位移，并且第二柔性連接器系統(tǒng)包括第二柔性連接器，所述第二柔性連接器連接所述 第一框架和所述第二框架，并被構(gòu)造為較鏈，W使所述第一框架能夠相對于所述第二框架 實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)位移。
[0018] 所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體可對稱地布置于第一框架內(nèi)，并相對于所述第 二柔性連接器系統(tǒng)設(shè)置為使得當(dāng)所述第一框架基于所述第Ξ軸旋轉(zhuǎn)時，所述第一質(zhì)量體和 所述第二質(zhì)量體沿著所述第二軸在不同的方向平移。
[0019] 所述第一軸方向可W是X軸方向，所述第二軸方向是Z軸方向，所述第Ξ軸方向是 Y軸方向。
[0020] 所述第一柔性連接器系統(tǒng)可包括：第一柔性連接器，被構(gòu)造為沿Y軸方向分別連 接到所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體的梁；第二柔性連接器，沿X軸方向分別連接到所 述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體，所述第二柔性連接器中的一個具有鏈接結(jié)構(gòu)，所述鏈接 結(jié)構(gòu)包括第一較鏈，第一較鏈包括沿X軸方向連接至所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體中 的一個的第一較鏈部分；臂，包括連接至第一較鏈的第二較鏈部分的第一側(cè)部，所述臂在Y 軸方向上延伸；第二較鏈，包括在X軸方向連接至所述臂的第二側(cè)部的第一較鏈部分，W及 被布置為將所述第二較鏈鏈接至所述第一框架的第二較鏈部分。
[0021] 所述第一柔性連接器系統(tǒng)可包括：第一柔性連接器，被構(gòu)造為在Y軸方向分別連 接到所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體的梁；第二柔性連接器，在X軸方向分別連接到所 述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體，具有鏈接結(jié)構(gòu)的第二柔性連接器中的一個可包括：第一 較鏈，包括在X軸方向連接至所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體中的一個的第一較鏈部 分；臂，包括連接至第一較鏈的第二較鏈部分的第一側(cè)部，所述臂在Y軸方向上延伸；第二 較鏈，包括在X軸方向連接至所述臂的第二側(cè)部的第一較鏈部分；固定臂，包括連接至所述 第二較鏈的第二較鏈部分的第一側(cè)部和在Y軸方向連接至所述第一框架的第二側(cè)部。
[0022] 所述第二柔性連接器系統(tǒng)可包括：第一柔性連接器，所述第一柔性連接器被構(gòu)造 為梁并在X軸方向連接所述第一框架和所述第二框架；第二柔性連接器，被構(gòu)造為較鏈并 在Y軸方向連接所述第一框架和所述第二框架。
[0023] 一個或更多個實施例提供一種角速度傳感器，所述角速度傳感器包括：第一質(zhì)量 體和第二質(zhì)量體，相對于彼此并相對于所述角速度傳感器的第一框架對稱地布置；感測單 元，包括柔性連接器，所述柔性連接器被構(gòu)造為柔性連接所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量 體W使所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體均能夠獨(dú)立地且分別地相對于第一軸旋轉(zhuǎn)并沿 著相同方向平移，并被構(gòu)造為檢測所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體的位移；驅(qū)動單元，被 構(gòu)造為支撐所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體，W使所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體能 夠在第二軸方向共同移位和旋轉(zhuǎn)，并被構(gòu)造為驅(qū)動所述第一質(zhì)量體和第二質(zhì)量體的運(yùn)動。
[0024] 所述感測單元還可包括：傳感器，傳感器被構(gòu)造為檢測所述第一質(zhì)量體和所述第 二質(zhì)量體的位移；第一柔性連接器，分別連接到所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體，并被構(gòu) 造為梁，W使所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體能夠產(chǎn)生各自的彎曲位移；第二柔性連接 器，分別連接至所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體，并具有鏈接結(jié)構(gòu)W使所述第一質(zhì)量體 和所述第二質(zhì)量體能夠產(chǎn)生各自的扭轉(zhuǎn)變形和各自的角位移。
[00巧]所述第二柔性連接器中的一個可包括：第一較鏈，包括第一較鏈部分，所述第一較 鏈部分連接至所述第一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體中的一個W使所述第一質(zhì)量體或所述第 二質(zhì)量體能夠產(chǎn)生相應(yīng)的角位移；臂，包括第一側(cè)部，所述第一側(cè)部連接至所述第一較鏈的 第二較鏈部分，所述臂具有與所述第一較鏈連接到所述第一質(zhì)量體或所述第二質(zhì)量體的方 向不同的延伸方向；第二較鏈，連接至所述臂的第二側(cè)部W使所述臂能夠產(chǎn)生角位移。 [00%] 所述第二柔性連接器中的一個可包括：第一較鏈，包括連接至所述第一質(zhì)量體和 所述第二質(zhì)量體中的一個W使所述第一質(zhì)量體或所述第二質(zhì)量體能夠產(chǎn)生相應(yīng)的角位移 的第一較鏈部分；臂，包括連接至所述第一較鏈的第二較鏈部分的第一側(cè)部，所述臂具有與 所述第一較鏈連接所述第一質(zhì)量體或所述第二質(zhì)量體的方向不同的延伸方向；第二較鏈， 包括連接至所述臂的第二側(cè)部W使所述臂能夠產(chǎn)生角位移的第一較鏈部分；固定臂，將所 述第二較鏈的第二較鏈部分連接至所述驅(qū)動單元。
[0027] 角速度傳感器還可包括結(jié)合較鏈，所述結(jié)合較鏈連接所述第一質(zhì)量體和所述第二 質(zhì)量體。
[0028] 所述驅(qū)動單元可包括：所述第一框架，第一框架柔性連接至所述感測單元，所述第 一質(zhì)量體和所述第二質(zhì)量體