专利名称：微转速传感器以及微转速传感器的操作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测绕正交轴X、y和z的多个转速的微转速传感器，所述微转速传感器包括基底；多个�？椋瞿？樵谄叫杏诨椎钠矫婺诎仓貌⑶蚁喽杂诨啄芄灰莆唬欢喔雒碳雒碳糜诮？榱拥交祝坏桑龅捎糜诮辽僖恍┠？榱拥街辽僖桓鱿嗔诘哪？榛蛄拥街辽僖桓雒碳磺銮糜谘豖方向振荡至少一些模块以便当基底偏转时产生科氏力(Coriolis force);以及传感器元件，所述传感器元件用于检测由于科氏力产生的�？榈钠痉⒚骰股婕坝糜诩觳馊普恢幡帧和z多个转速的微转速传感器的操作方法，所述微转速传感器包括基底和驱动�？�、χ-y传感器�？橐约癦传感器�？�。
背景技术：
使用MEMS技术的传统微转速传感器通过专利公开文献US6，308，567可知，其中驱动�？楸磺哉竦�。当绕三个正交的X、Y或Z轴之一出现转速时，�？槠銮矫婊蛉芞轴旋转。传感器元件与�？橄喙亓员隳芄患觳馄�。所述偏转基于在相应旋转运动以及�？檠叵嘤Ψ较蛞莆坏那榭鱿伦饔迷谀？樯系目剖狭Χ⑸Ｔ诟米ɡ南字惺境龅氖凳├校？橛捎诳剖狭Ρ怀蛑行那⑶胰芚轴、Y轴或Z轴旋转。与所述�？楣亓拇衅髟柚谕ü谋涔潭ǖ缂肟梢莆坏缂渚喽鱿值牡缧藕偶觳庀嘤Φ男硕�。信号的改变提供了作用在传感器上的转速的信息。所述实施例的缺点在于这样的传感器对能够导致误测的外力影响非常敏感。所公开的传感器在基底上还需要大的面积。因为各别元件由于温度效应的变形能够轻微地歪曲结果，所以传感器对温度也敏感。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种MEMS微转速传感器，所述微转速传感器具有低的空间需求，相对于外力和温度效应非常稳定，然而还具有非常高的测量精度。该目的通过具有独立权利要求特征的微转速传感器以及这种微转速传感器的操作方法实现。根据本发明的微转速传感器用于检测绕正交轴x、y和/或z的多个转速。传感器具有基底和多个�？椋？橄喽杂诨啄芄灰莆徊⑶以谄叫杏诨椎腦-Y平面内安置。还设有多个锚固件，所述锚固件用于将�？榱拥交�。至少一些�？榻柚诘闪拥街辽僖桓鱿嗔诘哪？榛蛄拥街辽僖桓雒碳�。至少一些模块具有驱动元件以便激起所述�？檠豖方向振荡，以使得在基底偏转的情况下科氏力作用在�？樯�。由于产生的科氏力导致�？榈钠柚诖衅髟觳�。根据本发明，所述�？榉殖汕？�、X-Y传感器�？榛騔传感器�？�。X-Y传感器�？榻柚诘闪拥角？楹蚙传感器�？�。X-Y传感器�？橛肭？�11之间的连接为使得当驱动模块被驱动以沿X方向振荡时，X-Y传感器�？榻柚谇？楸磺匝豖-Y方向振荡。因此X-Y传感器�？榇筇迳喜恍枰ㄓ玫那喾吹兀潜磺？榧浣拥厍�。在驱动�？檠豖方向被移位时，与所述�？橄嗔腦-Y传感器模块借助于弹簧和锚固件在基底上被支承成X-Y传感器不沿X方向而是沿着X轴与Y轴之间的方向被驱动。因此在驱动�？橛胝竦吹腦-Y传感器�？橹洳嵌绕啤Ｇ？榈闹鞫�(有效)驱动可以非常简单并且占用小空间地沿X方向发生，而X-Y传感器�？椴恍枰鞫�(有效)驱动。因此提供了传感器节约空间的构造，并且获得了 X-Y传感器�？樾问降募浣颖磺那？椋鯴-Y传感器�？椴⒎亲叛豖方向振荡，而且沿X轴呈对角的方向振荡。因而造成了产生科氏力，所述科氏力引起了作为基底绕X轴和/或Y轴转速函数的X-Y传感器�？榈男�。也确保了 X-Y传感器模块能够正如驱动�？橐谎环浅Ｎ榷ǖ刂С�。因此作用在基底或微转速传感器上如冲击形式的外部影响能够非�：玫乇晃�。因此，各个�？�、基底或弹簧受损或者�？橛牖妆舜私哟ゲ⒁蚨贾露搪返姆缦辗浅５�。各个模块的稳定支承同样确保了温度对测量结果没有影响或影响非常小。因为�？楹突椎谋湫魏苣逊⑸⑶乙蚨侵涞募渚嗪苣逊⑸谋洌杂烧庵治露刃вΦ贾碌牡ザ滥？橛绕涫荴-Y传感器�？榛騔传感器�？榈谋湫瓮ü榷ㄖС斜换旧献柚埂Ｒ蛭耸迪终庋那硕�-Y传感器�？椴辉儆肭？榱樱墙柚诘筛郊拥赜隯传感器�？榱樱虼嗽谌芞轴出现转速的情况下同样产生科氏力，导致χ-Y传感器�？楹蚙传感器�？槿芞轴旋转。微转速传感器的低灵敏度也使得测量精度相应地高。此外，基底上仅需要小的空间。根据本发明有利的实施例，χ-Y传感器模块的驱动方向在X轴与Y轴之间，优选为与X轴成45°角。由于科氏力,所述χ-Y传感器模块相对于驱动�？槠频那较虿俗饔迷谌芚轴、Y轴和Z轴转速传感器的各个�？樯系呐ぞ�。如果X-Y传感器�？橐杂隭轴成45°角被驱动，那么作用在其上的力大小近似相等，以致将发生相同的偏转并且相等的力传递到相邻的�？�。X-Y传感器�？橛叛〉赝ü豖方向振荡的驱动�？楸磺韵喽杂谥行木断虻卣竦�。结果导致转速传感器非常紧凑的结构，该结构绕所有的轴具有相等的力和扭矩。可替代地，同样可行并且有利的是X-Y传感器�？楸磺云胫行牡卣竦础Ｒ虼死缫鹑埔恢嵯呋蚱渌嵯咝呐ぞ卮笮】梢员挥跋�。取决于转速传感器独特的设计，这可以是有利的。在本发明尤其有利的实施中，在X-Y传感器�？橛胫醒胄芑蛑醒朊碳浒仓玫孕�。所述弹性悬架可以是万向固定件形式，如具有绕X轴、Y轴和Z轴的旋转轴。与借助于弹簧连接到中央悬架的弹性悬架相反，相应的万向悬架确保了绕相应旋转轴限定的并且稳定的旋转运动。弹性的万向悬架优选地包括两个环，所述两个环借助与彼此偏置的扭转弹簧和锚固弹簧彼此相连。扭转弹簧优选地彼此偏置90°，以使得两个环同样能够相对于彼此旋转90°。因此可以实现绕一个旋转轴或其他旋转轴不同的旋转运动。如果每个X-Y传感器�？檠豖-Y传感器�？榈那较蚰芄灰莆坏氐钦攵訶-Y传感器�？槔肟�-Y平面的运动固定地连接到万向悬架的外环上，那么在所述�？橄允救芚轴或Y轴的转速的情况下，相应的连接的环必须总是与X-Y传感器�？橐黄鹉芄灰莆�。X-Y传感器模块的确定运动由所述支承引起。因此与相应地不同和无故障一样，测量结果可以被维持。在本发明有利的实施例中，X-Y传感器�？榻柚诘闪拥絑传感器�？椋允沟玫毖豖-Y方向发生X-Y传感器�？榈恼竦丛硕盳传感器�？榛旧暇仓埂Ｏ喾吹兀比芞轴发生X-Y传感器�？榈恼竦吹男硕保琙传感器�？榇筇迳显赬-Y平面内沿X方向振荡。当出现绕Z轴的科氏力时，X-Y传感器模块的驱动因此引起X-Y传感器�？槿芞轴的振荡的旋转运动以及由于X-Y传感器�？橹罿传感器�？榈牧右餤传感器�？檠豖方向的运动。所述运动由于弹簧以及X-Y传感器�？楹蚙传感器�？榈闹С蟹⑸彼瞿？槿芞轴旋转时允许Z传感器�？榻鲅豖方向移位并且由X-Y传感器模块驱动。X-Y传感器�？橄喽杂谧俅衅髦行慕鲅鼐断虻脑硕沟迷谡庵质凳├衂传感器�？榫仓�。在X-Y传感器模块驱动的另一个可替代设计中，例如不是反相地朝向和离开中心振荡，而是同相地沿正X方向和负X方向振荡，转速传感器可以被设计成以使得Z传感器�？橛隭-Y传感器�？橐黄鸨磺�。因此Z传感器模块大体上沿X方向振荡。当出现绕Y轴或Z轴的转速时，相反地，Z传感器�？椴挥隭-Y传感器�？橐黄鹌�。为了确保X-Y传感器�？榫鹊恼竦矗欣氖窃谙嗔诘腦-Y传感器�？橹浒仓猛降�。同步弹簧对细微的驱动偏差进行补偿并且使得X-Y传感器�？榫＞鹊卣竦础Ｃ扛鯴-Y传感器�？橛叛〉亟柚诘芍辽倭拥角？楹蚙传感器模块。通过驱动�？楹偷闪忧硕淮莸絏-Y传感器�？�。X-Y传感器�？槿芞轴的旋转运动借助于X-Y传感器�？榈絑传感器�？榈牡闪颖淮莸酱衅髂？椤Ｈ缰氨砻鞯模杂诘珊兔碳嘤Φ纳杓埔约癤-Y传感器�？榈那琙传感器�？橥梢酝ü柚诘闪拥腦-Y传感器在X-Y平面内被驱动。为了获得尤其稳定的系统，有利的是每个驱动�？楹�/或Z传感器�？榻柚诘砂仓玫街辽僖桓鲇叛∥礁雒碳�。锚固件连接到基底并且引起驱动模块和/或Z传感器�？榈奈榷ㄖС�。驱动�？橐约癦传感器�？檠叵嘤苹较虻目梢莆恍酝ü杀蝗繁�。沿其他驱动�？榛騔传感器模块不发生运动或移位的方向，弹簧相应地固定。那么支承转而出现在相应的锚固件与基底处。为了引起X-Y传感器�？槲榷ㄇ揖鹊那欣氖巧柚昧礁銮？榛蚯？槎浴Ｇ？榛蚯？槎越柚谇恢鞫厍�。该驱动以已知传统的方式发生，例如通过向电极施加电压从而对驱动�？榛蚯？槎越星�。在本发明尤其有利的实施例中，驱动�？槎缘那？榻柚诹釉蛄咏峁贡舜讼嗔�。连接元件或连接结构允许驱动�？槎韵嗤匾莆�。至一特定角度，它们同样用来同步驱动模块，以便能够均匀地驱动X-Y传感器�？�。如果驱动元件包括用于对驱动�？榻星牡缂敲床浅＝谠伎占淝铱煽康那低�。电极以传统的方式对驱动�？榻星�。如果传感器元件与χ-Y传感器�？楹�/或Z传感器�？橄喙亓敲碭-Y传感器�？楹�/或Z传感器�？橄喽杂诨孜恢玫母谋淠芄槐蝗范�。相应的传感器元件，例如由平板电极制成，其中一个电极固定到基底并且另一个电极连接到X-Y传感器模块或Z传感器模块。两个朝向彼此的电极例如平板电极之间间距的改变产生了显示相应间距改变的电信号。所述间距的改变以及电信号可以允许得出关于转速传感器相应转速的结论。
根据本发明的用来操作微转速传感器以及检测绕正交轴多个转速的方法，具有基底以及驱动�？�、X-Y传感器�？楹蚙传感器�？�。驱动�？橥ü磺匝豖方向振荡。连接到驱动�？椴⑶蚁嘤Φ乇恢С械腦-Y传感器�？橥ü？楸患浣拥厍匝豖-Y方向径向上至中心地振荡。当基底绕X轴或Y轴出现转速时，X-Y传感器�？槿芛轴或X轴接合地偏转。当基底绕Z轴出现转速时，X-Y传感器�？槿芞轴旋转，并且相应地连接到X-Y传感器模块并且被支承的Z传感器�？榇筇迳涎豖方向偏转。本发明实质性的优点在于通过驱动元件仅沿X方向发生主动驱动。需要空间的相应的驱动器件仅在同驱动元件结合时需要。驱动元件连接到X-Y传感器�？椋允沟肵-Y传感器�？橄嘤Φ闹С械贾滤瞿？椴谎豖方向而是与其成对角地沿着X-Y方向被驱动。因此X-Y传感器�？榘妊豖方向又沿Y方向的驱动矢量。X-Y传感器�？樵赬-Y平面内振荡。驱动元件各自的驱动降低了空间要求并且确保了转速传感器能够以非常无故障的方式操作。X-Y传感器模块对于检测转速是重要的并且从驱动装置分离，并且因而不将任何干扰传递至系统。所述�？橥梢员环浅Ｎ榷ǖ刂С校允沟迷诓皇芑祷虻缢鹕说那榭鱿录玫夭蹲侥芄煌庠谟跋熳俅衅鞯某寤餍в�。如果X-Y传感器�？橥ü豖方向振荡的驱动�？榍跃断虻叵蛑醒胄苷竦矗敲茨芄患觳馊芚轴、Y轴和Z轴的转速。因此微转速传感器是能够检测绕三个不同正交轴线转速的三维传感器。相对于现有技术例如包括三个独立的单一转速传感器，每个转速传感器仅用于检测单一转速，根据本发明的微转速传感器大体上需要较小的空间。对于根据现有技术的直接地驱动传感器元件的其他转速传感器，相比本发明大体上无法实现对干扰的高不灵敏度。本发明提出了一种三维转速传感器，所述三维转速传感器包括沿一方向的驱动件以及具有多个沿多个方向同步振荡的�？�(X-Y传感器�？�)的相应连接结构。因此保证了单一的共振频率，允许系统在操作中非常稳定。因而多个�？橥üδ芮�。因此确保了系统在由一类�？榈墓舱裰斜徊僮鳎繁Ａ搜豖-Y轴的转速通过一类�？榧觳猓繁Ａ巳芞轴离开平面的转速通过另一类�？榧觳�。通过区分单独模块之间的功能，�？榧负涡巫�、驱动件和检测电极定位、以及驱动运动的振幅被优化。因此改善了系统的动态稳定性并且相对于空间要求增加了灵敏度。借助于能够在正确位置准确定位的弹簧，驱动运动的优化通过本发明得以改善，从而允许想要的振荡并且阻止其他不想要的共振。
本发明更多的优点在接下来的示意性的实施例中描述。示出了:图1为本发明示意图的俯视图，图2为图1中具有相应驱动运动的不意图，图3为图1中具有Z转速的示意图，图4为通过图1示意图的具有X-Y传感器元件绕X轴运动的剖视图，图5为沿X轴通过图1示意图的具有X-Y传感器元件绕Y轴偏转的剖视图。图6为本发明另一个实施例的俯视图，并且
图7为X-Y传感器元件另一种可能布置的示意图。
具体实施例方式图1以示意性俯视图示出了本发明的微转速传感器I。传感器I借助于中央锚固件2连接到传感器I下方的基底。传感器I在沿Z方向的微小距离处位于X-Y平面内。万向悬架3在中央锚固件2上安置，传感器I借助于所述万向悬架能够旋转移位地悬置在中央锚固件2上。万向悬架3包括锚固弹簧4。内部的锚固弹簧4沿Y方向排列并且将内环
5连接到中央锚固件2。在内环5与外环6之间安置有沿X方向排列的附加的锚固弹簧4。锚固弹簧为允许沿其纵向轴线旋转的扭簧。由于相应的锚固弹簧4的排列方式，万向悬架3允许绕X轴和绕Y轴的旋转运动。在外环6上安置有连接弹簧7，X-Y传感器模块8与所述连接弹簧相连。连接弹簧7在X轴与Y轴之间居中地连接到外环6上，并且允许X-Y传感器�？檠豖-Y方向的运动。在该示意性的实施例中，所述X-Y方向与X-Y轴成45°角地居中位于X-Y轴之间。在相对于中央锚固件2的径向振荡中，X-Y传感器�？橐虼四芄谎厮�45°方向移位。当然，其他的角度方向同样可以。连接弹簧7构造成以使得防止离开X-Y平面的运动。这意味着X-Y传感器�？�8离开X-Y平面的运动仅连同与它们相连的外环6 —起发生。只有当万向悬架3的外环6从X-Y平面离开地移位时，X-Y传感器�？�8才与外环6 —起从X-Y平面离开地移位。为了引起X-Y传感器�？�8相对于中央锚固件2沿径向的同步运动，在每两个邻近的X-Y传感器�？�8之间安置同步弹簧9。如果X-Y传感器�？�8远离中央锚固件2移动，那么同步弹簧9被伸长。如果X-Y传感器�？�8朝中央锚固件2回退移动，那么同步弹簧9被压缩。同步弹簧9的伸长与压缩是均匀的，以使得同步弹簧9确保了 X-Y传感器模块8相对于中央锚固件2的同步运动。总共两个驱动�？�11以及两个Z传感器�？�12借助于连接弹簧10连接到X-Y传感器�？�8。驱动�？橐约癦传感器�？�12中的每个借助于附加的连接弹簧10依次连接到两个锚固件13。驱动�？�11大体上沿X方向能够移位。在本示意性实施例中，驱动�？榻柚诹拥�10被附加地连接到朝向该驱动�？橄喙氐耐降�9上。驱动�？�11还包括诸如梳状电极的驱动元件(未示出)，其中该驱动元件或梳状电极的一个电极固定至基底并且另一个电极连接到驱动�？�11。施加的交流电压使得驱动�？�11被驱动以沿X轴振荡。因此将驱动�？�11连接到锚固件13的外连接弹簧10'被设置成在χ-Y平面内是弹性的。所述外连接弹簧10'不能离开X-Y平面地移位。因此驱动�？�11始终保持在X-Y平面内。
驱动�？�11沿X轴方向的移位使得相关的χ-Y传感器�？�8被设成与驱动模块
11一起运动。χ-Y传感器�？�8借助于连接弹簧10和同步弹簧9与驱动�？�11的连接以及与邻近传感器�？�8和Z传感器�？�12的连接产生了 X-Y传感器�？�8在X-Y平面内的运动。运动的方向在X轴与Y轴之间成大约45°的角度，同本示意性实施例中X-Y传感器�？�8的支承对应。因此主动地被驱动的驱动�？�11沿X-Y方向驱动X-Y传感器�？�8。在两个驱动�？�11之间设置两个Z传感器�？�12并且与X轴平行。Z传感器�？�12借助于连接弹簧10连接到两个邻近的X-Y传感器�？�8。每个Z传感器�？�12借助于两个外连接弹簧10'还连接到两个锚固件13。外连接弹簧10'允许Z传感器�？榇筇迳涎豖方向的运动。由于外连接弹簧10'的设置，将沿Y方向发生微小的运动。然而运动大体的方向是沿X轴方向。不管怎样，Z传感器�？榛贡３衷赬-Y平面内并且不移动离开X-Y平面。传感器I的驱动运动如图2所示。从这幅图中可以看到驱动模块11沿着X轴沿箭头方向移动。这使得连接弹簧10以及同步弹簧9也移动X-Y传感器模块8。因此X-Y传感器模块8被间接地驱动。虽然对于X-Y传感器�？�8从根本上可能还包括诸如梳状电极的专用驱动元件，但是在本发明的有利实施例中没有这样设置。只有驱动�？�11被有利地主动地(actively)驱动。从图中可以看出，外连接弹簧10'收缩而将X-Y传感器�？�8连接到万向悬架3的连接弹簧7伸长。X-Y传感器模块8沿离X轴与Y轴大约45°的方向移动。通过来回移动驱动�？�11，X-Y传感器�？�8也相对于中央锚固件2径向移动。Z传感器�？�12保持静止。这适用于驱动�？�11反相移动的情况。这意味着驱动�？�11同时地远离中央锚固件2以及向中央锚固件回退移动。相反地，在传感器I不同的运行模式中，也可能是驱动�？�11同相移动。在这种情况中，即使在零转速的状态，Z传感器�？�12随驱动�？�11 一起沿X方向移动，而X-Y传感器�？�8还自X轴与Y轴沿45°方向移动。然而，X-Y传感器模块8的运动是使得传感器模块同时向左然后同时向右移动。因此两个X-Y传感器�？�8总是朝中央锚固件2移动，而与Y轴处于相对位置的两个X-Y传感器�？�8远离所述中央锚固件2移动。图3示出了传感器I检测Z转速时图1中示意性实施例的俯视图。对于Z转速，传感器I的基底绕Z轴旋转。这导致沿径向振荡的X-Y传感器�？槿芞轴偏转。这由于内部和外部的锚固弹簧4的对应弯曲发生。X-Y传感器�？�8借助于连接弹簧10相应刚度与Z传感器�？�12的连接导致Z传感器�？榇筇迳涎豖方向偏转。Z传感器�？�12的这种偏转能够借助于诸如电极的传感器元件(未示出)而改变Z传感器模块彼此的距离，其中所述传感器元件的一侧固定至基底而另一侧连接到Z传感器�？�12。所述改变的电信号能够用于检测Z传感器�？�12沿X方向的运动，并且因而确定Z转速。当然，因为这里在X-Y平面内还发生位置改变，所以同样可能的是借助于连接到X-Y传感器模块8和驱动�？�11的传感器检测相应的Z转速。然而，最明确的运动借助于Z传感器�？�12产生，由于这个原因借助于所述Z传感器�？�12能够最简单且明确地完成检测。图4示出了图1中传感器I沿Y轴的剖面图。在这里所示的状态中，传感器I在检测绕Y轴的转速。当传感器I或其基底绕Y轴旋转时，由于驱动模块11与X-Y传感器模块8振荡，科氏力作用在X-Y传感器模块8上，导致了 X-Y传感器�？�8绕X轴旋转。由于万向悬架3这是可能的，其中外环6相对于内环5离开X-Y平面移动。将X-Y传感器�？�8连接到驱动�？�11与Z传感器�？�12的连接弹簧10也伸长并且因而允许X-Y传感器�？�8离开X-Y平面的运动。所述绕X轴的倾斜/倾转运动能够借助于传感器元件21，和21"检测。传感器元件21'附着在基底20上，而传感器元件21"附着在X-Y传感器�？�8上。X-Y传感器�？�8绕X轴倾斜/倾转改变了传感器元件21'与21"的间距，由此所述平板电极的电信号改变。因而绕X轴的倾斜/倾转运动能够被检测并且能够得出绕Y轴转速的结论。从该示意图能够看出，Z传感器�？�12不离开最初的X-Y平面移动。由于传感器�？榻柚谕饬拥�10'连接到锚固件13，所述�？楸３衷谒鯴-Y平面内。图1中传感器I沿X轴的剖面图也在图5中示出，其中绕X轴出现转速。绕X轴的转速导致X-Y传感器�？�8绕Y轴倾斜/倾转。驱动模块11像未示出的Z传感器�？槟茄乇３衷赬-Y平面内。只有X-Y传感器�？�8与万向悬架3即锚固弹簧4、内环5以及外环6—起绕中央锚固件2和Y轴倾斜/倾转。正如之前的示意图，传感器元件21'与21"的两个平板电极的间距这里再次改变。这种改变能够检测传感器�？�8绕Y轴的旋转并且因而成为用于传感器I的X转速的指示。同步弹簧9和连接弹簧10允许X-Y传感器�？�8离开X-Y平面的运动。相反地，连接弹簧10'将驱动�？�11保持在X-Y平面内。另一个示意性实施例在图6中示出。驱动�？橐蚨幌允疚？槎�。每对驱动�？橛闪礁龅ザ赖那？镮P制成。每个驱动模块Ip连接到锚固件13。每个单独的驱动�？�11'与X-Y传感器�？�8之间的连接使用连接结构22。所述布置使得X-Y传感器�？�8的偏转甚至更容易。弹簧位置以及整个结构的动力学因而能够进一步优化。另外功能与之前描述的相同。图7为X-Y传感器�？�8布置的另一个实施例的草图。所述示意图想要阐明X-Y传感器�？椴恍枳苁峭畛醯腦轴、Y轴以及Z轴对齐。距离同样可以增加以使得在所述中心外�？楸舜私咏�。其余结构与之前附图的结构类似。当然，在任何时候本发明相对于所示的示意性实施例的改型是可能的。特别是不是所有情况都需要万向悬架。对应弹簧的设计也能独自产生X-Y传感器�？橛胍桓龌蛏踔粮嗝碳牧�。锚固件2不是必须在最初X轴、Y轴以及Z轴居中地安置。因此同样可能的是，例如，每个X-Y传感器�？�8包括没有在所述中心安置的专用锚固件。驱动�？�11与Z传感器�？�12的设计也不受这里示出示意图的限制。这同样适用于X-Y传感器模块。外部锚固件13的分布和布置也能够以与此处所示的不同方式实现。设置也可以是使得一个锚固件被用作用于两个相邻驱动�？�11和Z传感器�？�12的锚固件，两个�？榱拥礁妹碳�。弹簧的微调能够用于影响各个�？樵硕恼穹�。当然各个�？樵硕睦嘈鸵材芄唤柚诟鞲瞿？橛攵杂Φ傻牟贾煤徒雍嫌跋臁２慰急旰臝微转速传感器2中央锚固件3万向悬架4锚固弹簧5 内环6 外环7连接弹簧8 X-Y传感器�？�9 同步弹簧10连接弹簧
11驱动模块12Z传感器�？�13外部的锚固件20基底21传 感器元件
权利要求
1.一种用于检测绕正交轴(x、y、z)多个转速的微转速传感器，所述微转速传感器包括 基底(20)； 多个�？椋瞿？橄喽杂谒龌�(20 )能够移位并且在平行于所述基底(20 )的X-Y平面内安置； 多个锚固件(2、13 )，所述锚固件用于将所述�？榱又了龌�(20 ); 弹簧(4、10)，所述弹簧用于将至少一些所述�？榱拥街辽僖桓鱿嗔诘哪？樯匣蛄拥街辽僖桓雒碳�(2、13)上； 驱动元件，所述驱动元件用于沿X方向振荡至少多个所述�？椋员愕彼龌�(20)偏转时产生科氏力；以及 传感器元件(21)，以便检测由于产生的科氏力导致所述�？榈钠� 其特征在于， 所述�？榉治？�(11)、X-Y传感器�？�(8 )或Z传感器�？�(12)， 所述X-Y传感器�？�(8)借助于弹簧(10)连接到所述驱动�？�(11)和所述Z传感器�？�(12)上，并且 所述X-Y传感器�？�(8 )与所述驱动模块(11)之间的连接为使得当所述驱动�？�(11)被驱动以沿X方向振荡时，所述X-Y传感器�？�(8)借助于所述驱动模块(11)被驱动以沿X-Y方向振荡。
2.根据前一权利要求所述的微转速传感器，其特征在于，所述X-Y传感器�？�(8)的驱动方向设置在X轴与Y轴之间，优选地与X轴成45°角。
3.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述X-Y传感器模块(8)绕中央悬架安置、尤其绕至少一个中央锚固件(3)安置。
4.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述X-Y传感器�？�(8)借助于沿X方向振荡的所述驱动模块(11)能够被驱动以沿径向振荡或偏移离开中心。
5.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，在所述X-Y传感器�？�(8)与所述中央悬架之间安置弹性连接件、尤其具有绕X轴、Y轴和Z轴旋转轴线的万向悬架(3)。
6.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述弹性的万向悬架(3)包括两个环(5、6)，其中所述两个环借助于彼此偏置的扭曲弹簧(4)而彼此相连。
7.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，每个X-Y传感器�？�(8 )沿X-Y传感器�？�(8 )的驱动方向能够移位地但针对X-Y传感器�？�(8 )离开X-Y平面的运动无法移位地连接到所述万向悬架(3)的外环(6)上。
8.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述X-Y传感器�？�(8)借助于弹簧(10)连接至所述Z传感器�？�(12)，以使得当沿X-Y方向和绕Z轴发生所述X-Y传感器�？�(8)的振荡运动时，所述Z传感器�？�(12)在X-Y平面内大体上沿X方向振荡。
9.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述X-Y传感器模块(8)借助于弹簧 (10)连接至所述Z传感器�？�(12)，以使得当沿X-Y方向发生所述χ-Y传感器�？�(8)的振荡运动时，所述Z传感器�？�(12)基本上静止，并且当绕Z轴发生所述X-Y传感器�？�(8)的振荡旋转运动时，所述Z传感器�？�(12)大体上沿X方向振荡。
10.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，在所述X-Y传感器�？�(8)之间安置有同步弹簧(9)。
11.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，每个所述X-Y传感器�？�(8)借助于弹簧(10)连接到至少一个驱动�？�(11)和至少一个Z传感器�？�(12)上。
12.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述驱动模块(11)和/或所述Z传感器模块(12)分别借助于弹簧(10')安置在至少一个、优选两个锚固件(13)上。
13.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，设置两个驱动�？�(11)或成对的驱动�？�(Ir )。
14.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，一对驱动�？�(Ili )中的驱动�？�(11)借助于连接弹簧(22)彼此连接。
15.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述驱动元件为用于驱动所述驱动模块(11)的电极。
16.根据前述权利要求的一项或多项所述的微转速传感器，其特征在于，所述传感器元件(21)与所述X-Y传感器�？�(8)和/或所述Z传感器模块(12)相关联。
17.一种用于检 测绕正交轴U、1、z)多个转速的微转速传感器的操作方法，其中所述微转速传感器包括基底(20)和驱动�？�(11 )、X-Y传感器模块(8)以及Z传感器�？�(12)， 其特征在于， 所述驱动�？�(11)通过驱动元件驱动以沿X方向振荡，并且所述X-Y传感器�？�(8)通过与所述驱动�？�(11)的连接被驱动以在X-Y方向上相对于中心径向地振荡，并且 当所述基底(20 )绕X轴或Y轴出现转速时，所述X-Y传感器模块(8 )绕Y轴或X轴一起地偏转，并且当所述基底(20)绕Z轴出现转速时，所述X-Y传感器�？�(8)绕Z轴旋转并且所述Z传感器�？�(12)大体上沿X方向偏转。
18.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述X-Y传感器�？橥ü豖方向振荡的所述驱动模块(11)被驱动以相对于中央悬架径向地振荡。
全文摘要
本发明公开了一种微转速传感器，包括基底；多个�？椋欢喔雒碳坏桑磺灰约按衅髟�。�？楸环殖汕？�、X-Y传感器�？榛騔传感器�？�。X-Y传感器�？榻柚诘闪拥角？楹蚙传感器�？椋鼻？楸磺匝豖方向振荡时，X-Y传感器�？榻柚谇？檠豖-Y方向振荡。在一种微转速传感器的操作方法中，驱动�？橥ü匝豖方向振荡，并且X-Y传感器�？橥ü角？榈牧忧跃断虻叵蛑行难豖-Y方向振荡。当基底绕X轴或Y轴出现转速时，X-Y传感器�？槿芛轴或X轴接合地偏转，并且当基底绕Z轴出现转速时，X-Y传感器模块绕Z轴旋转并且Z传感器�？檠豖方向偏转。
文档编号G01C19/5705GK103185575SQ20121058498
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者加布里埃莱·卡萨尼卡, 卢卡·科洛纳多 申请人:马克西姆综合产品公司
专业数控铣床产品供应商
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