一种三轴陀螺仪

【技术领域】

本发明涉及微机械系统技术领域，尤其涉及一种高集成度的三轴陀螺仪。

【背景技术】

陀螺是用于测量角速率的传感器，是惯性技术的核心器件之一，在现代工业控制、航空航天、国防军事及消费电子等领域发挥着重要作用。

陀螺的发展大致可分为三个阶段：

第一阶段是传统的机械转子陀螺，它精度很高，在核潜艇、洲际战略导弹等军用战略武器上发挥着不可替代的作用，但它的体积较大、制造过程复杂、价格昂贵、周期长且不适合批量化生产；第二阶段是光学检测陀螺，主要包括激光陀螺和光纤陀螺，主要利用萨格纳克效应，其优点是无旋转部件、精度较高，在航海和航空航天方面发挥着重要作用，但仍面临着体积较大、成本较高、不易集成的问题；第三阶段是微机械陀螺，发展于20世纪90年代，其研究起步较晚，但凭借着体积小、功耗小、重量轻、可批量生产、价格低、抗过载能力强和可集成的独特优点发展迅速，适用于飞机导航、汽车制造、数码电子、工业器械等民用领域和无人机、战术导弹、智能炸弹、军用瞄准系统等现代国防军事领域，其具有广泛的应用前景，越来越受到人们的关注。

随着消费市场的需求量增大，对MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)陀螺仪的尺寸、性能有了更高的要求，陀螺仪也从单轴陀螺仪变为三轴陀螺仪，早期的三轴陀螺仪由三个独立的单轴陀螺仪组成，需要包含单独的驱动结构，故整体结构尺寸大。现消费级应用中，一般为单片三轴陀螺仪，特点是驱动共享，并对X/Y/Z陀螺质量块进行合理布局，尽管如此三轴陀螺仪同样面临着尺寸较大，集成度不高，正交误差大的问题。

参见中国发明专利CN108225295A，其公开了一种音叉驱动效应的三轴陀螺仪，该专利公开的三轴陀螺结构巧妙的设计了转向结构，左右质量块用于检测Y/Z轴角速率，中心质量块用于检测X轴角速率，但明显其集成度不高，且Y/Z质量块共用质量块容易产生耦合；继续参见中国发明专利CN110926445A，其公开了一种三轴MEMS陀螺仪，该专利所公开的微陀螺结构为共享驱动，其创新点在于X/Y陀螺仪结构设计新颖，且X/Y轴陀螺仪相互作用且设置在驱动框架中间位置，并通过中心锚点支撑，Z轴陀螺仪分布在X/Y陀螺仪两侧，并连接着中间的陀螺仪结构。其整体结构设计新颖合理，集成度高。

因此，亟需提出一种新的技术方案来解决现有技术中三轴陀螺仪集成度低的问题。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种三轴陀螺仪，其具有集成度高的优点。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种三轴陀螺仪，其包括：第一X/Y质量块、第二X/Y质量块、第三X/Y质量块和第四X/Y质量块，其分别设置于所述三轴陀螺仪的中心点A的左右上下四个位置，第一X/Y质量块与第三X/Y质量块和第四X/Y质量块相邻设置，第二X/Y质量块与第三X/Y质量块和第四X/Y质量块相邻设置；四个转向梁锚点和四个转向梁，其中每个转向梁与对应的一个转向梁锚点相连，相邻的两个X/Y质量块通过对应的一个转向梁相连；设置于所述第一X/Y质量块内的第一驱动电极和第一驱动反馈电极；设置于所述第二X/Y质量块内的第二驱动电极和第二驱动反馈电极；第一Z质量块，其设置于所述第三X/Y质量块内定义的第一Z空间中，并通过第一Z检测梁与所述第三X/Y质量块相连；第二Z质量块，其设置于所述第四X/Y质量块内定义的第二Z空间中，并通过第二Z检测梁与所述第四X/Y质量块相连。

与现有技术相比，本发明的三轴陀螺仪中，第一驱动电极和第一驱动反馈电极设置于第一X/Y质量块内；第二驱动电极和第二驱动反馈电极设置于第二X/Y质量块内；第一Z质量块设置于所述第三X/Y质量块内；第二Z质量块设置于所述第四X/Y质量块内，从而使本发明所述的三轴陀螺仪结构设计合理，结构紧凑，集成度高。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明在第一个实施例中的三轴陀螺仪的整体结构示意图；

图2为本发明中图1所示的三轴陀螺仪驱动状态时的示意图；

图3为本发明中图1所示的三轴陀螺仪X轴检测时的示意图；

图4为本发明中图1所示的三轴陀螺仪Y轴检测时的示意图；

图5为本发明中图1所示的三轴陀螺仪Z轴检测时的示意图；

图6为本发明图1所示的中心耦合梁结构在第二个实施例中的结构示意图；

图7为本发明图1所示的中心耦合梁结构在第三个实施例中的结构示意图；

图8为本发明图1所示的中心耦合梁结构在第四个实施例中的结构示意图。

其中，1a-左X质量块(或第一X/Y质量块)；1b-右X质量块(或第二X/Y质量块)；1c-上Y质量块(或第三X/Y质量块)；1d-下Y质量块(或第四X/Y质量块)；1e-上Z质量块(或第一Z质量块)；1f-下Z质量块(或第二Z质量块)；

2a.1～2a.12-驱动电极；2b.1～2b.8驱动反馈电极；2c.1～2c.2-X轴检测电极；2d.1～2d.2-Y轴检测电极；2e.1～2e.2-Z轴检测电极；

3a.1～3a.4-转向梁；3b.1～3b.2-X检测梁(或X/Y检测梁)；3c.1～3c.2-Y检测梁(或X/Y检测梁)；3d-中心耦合梁结构；3e.1～3e.8-Z检测梁；3f-中心耦合机构；3g-中心耦合梁，十字型耦合中心梁3g.1，耦合折叠梁3g.2，3g.3-L型中间支撑梁；

4a.1～4a.4-转向梁锚点；4b、4b.1～4b.4-中心耦合梁锚点。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦接”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高集成度的三轴陀螺仪。请参考图1所示，其为本发明在一个实施例中的三轴陀螺仪的整体结构示意图。

图1所示的三轴陀螺仪包括：第一X/Y质量块1a、第二X/Y质量块1b、第三X/Y质量块1c、第四X/Y质量块1d、第一Z质量块1e、第二Z质量块1f；第一驱动电极2a.1～2a.6，第二驱动电极2a.7～2a.12，第一驱动反馈电极2b.1、2b.2，第二驱动反馈电极2b.3、2b.4；第一Z检测梁3e.1～3e.4，第二Z检测梁3e.5～3e.8；四个转向梁3a.1～3a.4；四个转向梁锚点4a.1～4a.4。

为了更好的说明本发明所示的三轴陀螺仪的结构，可以建立一个三维直角坐标系，在图1所示的实施例中，在三轴陀螺仪的基底所在的平面内，以平行于第一X/Y质量块1a、第二X/Y质量块1b的方向为Y轴，以平行于第三X/Y质量块1c、第四X/Y质量块1d的方向为X轴，以X轴和Y轴为坐标轴确定Z轴，以图1所示的三轴陀螺仪的中心点A为坐标原点，通过X轴、Y轴和Z轴建立的三维直角坐标系在图1中有所体现，其中，X轴沿左右方向，Y轴沿上下方向。

其中，第一X/Y质量块1a、第二X/Y质量块1b、第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d分别设置于所述三轴陀螺仪的中心点A的左右上下四个位置，第一X/Y质量块1a与第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d相邻设置，第二X/Y质量块1b与第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d相邻设置。每个转向梁3a.1～3a.4与对应的一个转向梁锚点4a.1～4a.4相连，相邻的两个X/Y质量块通过对应的一个转向梁相连。第一Z质量块1e设置于所述第三X/Y质量块1c内定义的第一Z空间中，并通过第一Z检测梁3e.1～3e.4与所述第三X/Y质量块1c相连；第二Z质量块1f设置于所述第四X/Y质量块1d内定义的第二Z空间中，并通过第二Z检测梁3e.5～3e.8与所述第四X/Y质量块1d相连。第一驱动电极2a.1～2a.6和第一驱动反馈电极2b.1、2b.2设置于所述第一X/Y质量块1a内；第二驱动电极2a.7～2a.12和第二驱动反馈电极2b.3、2b.4设置于所述第二X/Y质量块1b内。

第一驱动电极2a.1～2a.6、第一驱动反馈电极2b.1～2b.2、第二驱动电极2a.7～2a.12、第二驱动反馈电极2b.3～2b.4和转向梁锚点4a.1～4a.4固定设置于基底(未图示)上。第一X/Y质量块1a、第二X/Y质量块1b、第三X/Y质量块1c、第四X/Y质量块1d、第一Z质量块1e、第二Z质量块1f和X/Y转向梁3a.1～3a.4悬置于所述基底上方。

如图2所示的，通过在所述第一驱动电极2a.1～2a.6上施加驱动电压以驱动所述第一X/Y质量块1a沿Y轴进行上下方向的谐振运动；通过在所述第二驱动电极2a.7～2a.12上施加驱动电压以驱动所述第二X/Y质量块1b沿Y轴进行与所述第一X/Y质量块1a反向的谐振运动。图2仅示例的给出了第一X/Y质量块1a和第二X/Y质量块1b沿Y轴的一个运动方向。关于在驱动电极上施加驱动电压驱动第一X/Y质量块1a和第二X/Y质量块1b沿Y轴进行谐振运动的详细方案可以参考现有的相关技术，此文不再详述。

如图2所示的，在所述第一X/Y质量块1a沿Y轴进行上下方向的谐振运动，且所述第二X/Y质量块1b沿Y轴进行与所述第一X/Y质量块1a反向的谐振运动时，所述第一X/Y质量块1a和第二X/Y质量块1b通过相应的转向梁(例如，转向梁3a.1和3a.2)进而带动所述第三X/Y质量块1c沿X轴进行左右方向的谐振运动，通过相应的转向梁(例如，转向梁3a.3和3a.4)进而带动所述第四X/Y质量块1d沿X轴进行与所述第三X/Y质量块1c反向的谐振运动；在所述第三X/Y质量块1c沿X轴进行左右方向的谐振运动时，所述第三X/Y质量块1c通过所述第一Z检测梁3e.1～3e.4带动第一Z质量块1e沿X轴进行左右方向的谐振运动；在所述第四X/Y质量块1d沿X轴进行与所述第三X/Y质量块1c反向的谐振运动时，所述第四X/Y质量块1d通过第二Z检测梁3e.5～3e.8带动第二Z质量块1f沿X轴进行与第一Z质量块1e反向的谐振运动。

在图1所示的具体实施例中，四个X/Y质量块1a～1d的结构相同，均包括矩形部和等腰梯形部；四个X/Y质量块1a～1d整体关于X轴和Y轴对称；四个转向梁3a.1～3a.4整体关于X轴和Y轴对称；四个转向梁锚点4a.1～4a.4整体关于X轴和Y轴对称；四个转向梁3a.1～3a.4分别位于由四个所述X/Y质量块1a～1d组成的图形的四个边角；四个转向梁锚点4a.1～4a.4分别位于由四个所述X/Y质量块1a～1d组成的图形的四个边角；四个转向梁3a.1～3a.4分别与四个转向梁锚点4a.1～4a.4一一对应连接；相邻的两个质量块通过对应的一个转向梁相连，例如，转向梁3a.1连接第三X/Y质量块1c和第一X/Y质量块1a，转向梁3a.2连接第三X/Y质量块1c和第二X/Y质量块1b，转向梁3a.3连接第一X/Y质量块1a和第四X/Y质量块1d，转向梁4a.4连接第二X/Y质量块1b和第四X/Y质量块1d。其中，所述X/Y质量块1a～1d上可设置一定数量的阻尼孔，用来减小阻尼，提高陀螺的品质因数以及灵敏度。

在图1所示的具体实施例中，每个转向梁3a.1～3a.4为由正方形去掉一个边角后形成的五边形，每个所述五边形中，其一个边角与对应的一个转向梁块锚点相连，与该边角相邻的另外两个边角分别与对应的两个相邻的X/Y质量块相连。

在图1所示的实施例中，三轴陀螺仪还包括：设置于所述第三X/Y质量块1c内的第三驱动反馈电极2b.5、2b.6；设置于所述第四X/Y质量块1d内的第四驱动反馈电极2b.7、2b.8，其中，第三驱动反馈电极2b.5、2b.6和第四驱动反馈电极2b.7、2b.8固定设置于基底上。

在图1所示的具体实施例中，第一驱动电极2a.1～2a.6和第二驱动电极2a.7～2a.12的结构相同，且整体关于X轴和Y轴对称；驱动反馈电极2b.1～2b.8的结构相同，且整体关于X轴和Y轴对称。其中，第一驱动电极2a.1～2a.6设置于所述第一X/Y质量块1a的中部，且第一驱动电极2a.1～2a.6平行于Y轴方向依次排布；第一驱动反馈电极2b.1、2b.2设置于所述第一X/Y质量块1a的上下两端；第二驱动电极2a.7～2a.12设置于所述第二X/Y质量块1b的中部，且第二驱动电极2a.7～2a.12平行于Y轴方向依次排布；第二驱动反馈电极2b.3、2b.4设置于所述第二X/Y质量块1b的上下两端；第三驱动反馈电极2b.5、2b.6设置于所述第三X/Y质量块1c的左右两端；第四驱动反馈电极2b.7、2b.8设置于所述第四X/Y质量块1d的左右两端。

在图1所示的具体实施例中，第一Z质量块1e和第二Z质量块1f的结构相同且整体关于X轴和Y轴对称；第一Z检测梁3e.1～3e.4和第二Z检测梁3e.5～3e.8的结构相同且整体关于X轴和Y轴对称。第一Z检测梁3e.1～3e.4为四个，其中，两个第一Z检测梁3e.1、3e.2分别位于第一Z质量块1e的顶部的左右两端，另外两个第一Z检测梁3e.3、3e.4分别位于第一Z质量块2e的底部的左右两端，第一Z检测梁3e.1～3e.4平行于X轴方向放置(或沿左右方向放置)；第二Z检测梁3e.5～3e.8为四个，其中，两个第二Z检测梁3e.5、3e.6分别位于第二Z质量块1f的顶部的左右两端，另外两个第二Z检测梁3e.7、3e.8分别位于第二Z质量块1f的底部的左右两端，第二Z检测梁3e.5～3e.8平行于X轴方向放置(或沿左右方向放置)。所述第一Z质量块1e和第二Z质量块1f上可设置有一定数量的阻尼孔，用于减小阻尼，提高Z轴陀螺仪的灵敏度。

在图1所示的实施例中，三轴陀螺仪还包括：位于所述中心点A的中心耦合梁结构3d；分别连接于对应的X/Y质量块1a～1d内侧的四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2，每个X/Y检测梁都连接至所述中心耦合梁结构3d；设置于第一质量块1a下方的第一X轴检测电极2c.1；设置于第二质量块1b下方的第二X轴检测电极2c.2；设置于第三质量块1c下方的第一Y轴检测电极2d.1；设置于第四质量块1d下方的第二Y轴检测电极2d.2；设置于所述第一Z质量块1e内的第一Z轴检测电极2e.1；设置于所述第二Z质量块1f内的第二Z轴检测电极2e.2。

如图3所示的，当感应到X轴角速度输入时，会使得第一X/Y质量块1a和第二X/Y质量块1b沿着Z轴方向发生反向运动，第一X轴检测电极2c.1检测与第一X/Y质量块1a的距离变化，第二X轴检测电极2c.2检测与第二X/Y质量块1b的距离变化，第一X轴检测电极2c.1和第二X轴检测电极2c.2的电容一个增大，一个减小，两者差分得到X轴角速度引起的电容变化，进而得到输入的X轴角速率大小。

如图4所示的，当感应到Y轴角速度输入时，导致第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d沿着Z轴方向发生反向运动，第一Y轴检测电极2d.1检测与第三X/Y质量块1c的距离变化，第二Y轴检测电极2d.2检测与第四X/Y质量块1d的距离变化，第一Y轴检测电极2d.1和第二Y轴检测电极2d.2的电容一个增大，一个减小，两者差分得到Y轴角速度引起的电容变化，进而得到输入的Y轴角速率大小。

如图5所示的，当感应到Z轴角速度输入时，会使得第一Z质量块1e和第二Z质量块1f沿着Y轴方向发生反向运动，第一Z轴检测电极检测2e.1与第一Z质量块1e的距离变化，第二Z轴检测电极2e.2检测与第二Z质量块1f的距离变化，第一Z轴检测电极2e.1和第二Z轴检测电极2e.2的电容一个增大，一个减小，两者差分得到Z轴角速度引起的电容变化，进而得到输入的Z轴角速率大小。

在图1所示的具体实施例中，所述中心耦合梁结构3d关于X轴和Y轴对称；四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2整体关于X轴和Y轴对称。其中，中心耦合梁结构3d为同心圆结构，其圆心为三轴陀螺仪的中心点A；四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2结构相同，每个X/Y连接梁X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2均包括由外向内依次并行排布的多个中空直梁部以及将中空直梁连接的连接部；其中，中心耦合梁结构3d上下两侧的X/Y检测梁3c.1和3c.2平行于X轴放置(或沿左右方向放置)，位于中心耦合梁结构3d左右两侧的X/Y检测梁3b.1和3b.2平行于Y轴放置(或沿上下方向放置)。

请参考图6所示，其为本发明图1所示的中心耦合梁结构3d在第二个实施例中的结构示意图。请参考图7所示，其为本发明图1所示的中心耦合梁结构3d在第三个实施例中的结构示意图。请参考图8所示，其为本发明图1所示的中心耦合梁结构3d在第四个实施例中的结构示意图。图6、图7和图8所示的中心耦合梁结构均包括：中心耦合机构3f，其内定义有耦合空间；中心耦合梁3g，其位于所述耦合空间内；中心耦合梁锚点4b，其位于所述耦合空间内，其中，所述中心耦合机构3f通过所述中心耦合梁3g与中心耦合梁锚点4b相连，且所述中心耦合机构3f通过所述四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2分别与所述四个X/Y质量块1a～1d相连。其中，中心耦合机构3f和中心耦合梁3g悬置于所述基底上方，中心耦合梁锚点4b固定于所述基底上。

在图6所示的具体实施例中，所述中心耦合梁3g包括十字型耦合中心梁3g.1和耦合折叠梁3g.2，其中，所述十字型耦合中心梁3g.1的交叉点位于所述中心点A。所述中心耦合梁锚点4b为四个，其分别位于所述十字型耦合中心梁3g.1划分出的四个区域，其中，第一中心耦合梁锚点4b.1位于所述十字型耦合中心梁3g.1的左上区域，第二中心耦合梁锚点4b.2位于所述十字型耦合中心梁3g.1的右上区域，第三中心耦合梁锚点4b.3位于所述十字型耦合中心梁3g.1的左下区域，第四中心耦合梁锚点4b.4位于所述十字型耦合中心梁3g.1的右下区域。所述十字型耦合中心梁3g.1的四个连接端包括其横杆部的两端和其竖杆部的两端，所述十字型耦合中心梁3g.1的四个连接端均与所述中心耦合机构3f连接；所述十字型耦合中心梁3g.1的每个连接端经对应的耦合折叠梁3g.2与该连接端两侧的中心耦合梁锚点相连。

在图6所示的具体实施例中，中心耦合机构3f为内部定义有耦合空间的菱形结构，该菱形结构的四个边角分别与四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2相连；耦合折叠梁3g.2为八个，其以两个为一对分别位于所述十字型耦合中心梁3g.1的上下左右四个连接端，每个耦合折叠梁3g.2为U型弹性梁，且每个耦合折叠梁3g.2的开口方向均背离所述中心点A。所述十字型耦合中心梁3g.1的每个连接端通过对应的一个耦合折叠梁3g.2与该连接端一侧的一个中心耦合梁锚点相连，且通过对应的另一个耦合折叠梁3g.2与该连接端另一侧的一个中心耦合梁锚点相连。例如，所述十字型耦合中心梁3g.1的竖杆部的顶端通过对应的一个耦合折叠梁3g.2与该竖杆部的顶端的一侧的中心耦合梁锚点4b.1相连，且通过对应的另一个耦合折叠梁3g.2与该竖杆部的顶端的另一侧的中心耦合梁锚点4b.2相连。其中，中心耦合机构3f关于X轴和Y轴对称，八个中心耦合梁3g整体关于X轴和Y轴对称，四个中心耦合梁锚点4b.1～4b.4整体关于X轴和Y轴对称。

在图6所示的具体实施例中，所述中心耦合梁3g还包括四个L型中间支撑梁3g.3，其分别位于所述十字型耦合中心梁3g.1划分出的四个区域，每个L型中间支撑梁3g.3的一端与其所在区域的所述十字型耦合中心梁3g.1的横杆部相连，其另一端与其所在区域的所述十字型耦合中心梁3g.1的竖杆部相连，其开口方向朝向三轴陀螺结构的中心点A。

在图7所示的实施例中，中心耦合梁锚点4b位于所述中心点A，所述中心耦合梁3g位于中心耦合梁锚点4b的周围。

在图7所示的具体实施例中，中心耦合机构3f为内部定义有耦合空间的菱形结构，该菱形结构的四个边角分别与四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2相连；所述中心耦合梁3g为八个，其以两个为一对分别位于所述中心耦合梁锚点4b的上下左右四个方向，其中，每个中心耦合梁3g连接于所述中心耦合梁锚点4b和中心耦合机构3f之间；每个中心耦合梁3g为S型。中心耦合机构3f关于X轴和Y轴对称，8个中心耦合梁3g关于X轴和Y轴对称，中心耦合梁锚点4b关于X轴和Y轴对称。

图8与图7的结构基本相同，图8和图7的区别主要在于，图8所示的中心耦合机构3f为内部定义有耦合空间的正方形结构，该正方形结构的四个边侧分别与四个X/Y检测梁3b.1、3b.2、3c.1、3c.2相连。

以下介绍本发明中图1所示的三轴陀螺仪的检测原理。

请参考图2所示，其为本发明中图1所示的三轴陀螺仪驱动状态时的示意图。通过向驱动电极2a.1～2a.12施加驱动电压使得第一X/Y质量块1a第二X/Y质量块1b沿Y轴进行上下方向的反向谐振运动，进而通过X/Y质量块1a～1d四周设置的转向梁3a.1～3a.4带动第三质量块1c和第四质量块1d沿X轴产生左右方向(或水平方向)的反向谐振运动，从而使四个X/Y质量块1a～1d整体沿Z轴逆时针或顺时针旋转运动。第三X/Y质量块1c内部设置的第一Z质量块1e和第四X/Y质量块1d内部设置的第二Z质量块1f，会同第三质量块1c和第四质量块1d沿X轴产生左右方向的反向谐振运动。

请参考图3所示，其为本发明中图1所示的三轴陀螺仪X轴检测时的示意图。当敏感到X轴角速率输入时，由于柯氏效应会产生柯氏力带动第三质量块2c和第四质量块2d沿着Z轴方向发生离面反向运动，第一X/Y质量块1a和第二X/Y质量块1b下方设置的X轴检测电极2c.1和2c.2敏感到距离发生变化，进而X轴检测电极2c.1和2c.2的自身电容会随之改变，通过检测电容的变化可得到X轴角速率的大小。

请参考图4所示，其为本发明中图1所示的三轴陀螺仪Y轴检测时的示意图。当敏感到Y轴角速率输入时，由于柯氏效应会产生柯氏力带动第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d沿着Z轴方向发生离面反向运动，第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d下方设置的Y轴检测电极2d.1和2d.2敏感到距离发生变化，进而Y轴检测电极2d.1和2d.2的自身电容会随之改变，通过检测电容的变化可得到Y轴角速率的大小。

请参考图5所示，其为本发明中图1所示的三轴陀螺仪Z轴检测时的示意图。当敏感到Z轴角速率输入时，由于柯氏效应会产生柯氏力带动第一Z质量块1e和第二Z质量块1f沿Y轴方向发生反向运动，第一Z质量块1e和第二Z质量块1f内部分别设置的Z轴检测电极2e.1和2e.2敏感到距离发生变化，进而Z轴检测电极2e.1和2e.2自身电容会随着改变，通过检测电容的变化可得到Z轴角速率的大小。

综上所述，本发明所示的三轴陀螺仪包括：第一X/Y质量块1a、第二X/Y质量块1b、第三X/Y质量块1c和第四X/Y质量块1d，其分别设置于所述三轴陀螺仪的中心点A的左右上下四个位置；四个转向梁锚点4a.1～4a.4和四个转向梁3a.1～3a.4，其中每个转向梁与对应的一个转向梁锚点相连，相邻的两个X/Y质量块通过对应的一个转向梁相连；设置于所述第一X/Y质量块1a内的第一驱动电极2a.1～2a.6和第一驱动反馈电极2b.1～2b.2；设置于所述第二X/Y质量块1b内的第二驱动电极2a.7～2a.12和第二驱动反馈电极2b.3～2b.4；第一Z质量块1e，其设置于所述第三X/Y质量块1c内定义的第一Z空间中，并通过第一Z检测梁3e.1～3e.4与所述第三X/Y质量块1c相连；第二Z质量块1f，其设置于所述第四X/Y质量块1d内定义的第二Z空间中，并通过第二Z检测梁3e.5～3e.8与所述第四X/Y质量块1d相连，从而使本发明所述的三轴陀螺仪结构设计合理，结构紧凑，集成度高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改和变型。