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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft Gyroskope mit mikro-elektromechanischen Systemen (MEMS). Genauer betrifft die Erfindung MEMS-Systeme, Vorrichtungen und Verfahren zum Betreiben mehrachsiger MEMS-Gyroskope und zum Vorsehen von Unempfindlichkeit gegen mechanische Störungen aus der Umwelt.
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Hintergrund der Erfindung
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In den letzten Jahren erfuhr der Markt für MEMS-Gyroskope schnelle Anstiege bei der Nachfrage für MEMS-Gyroskope, die für Anwendungen wie etwa Unterhaltungselektronik und Automobiltechnik ausgelegt sind. Als Ergebnis kristallisierten sich zwei getrennte Trends bei der Entwicklung moderner Gyroskope heraus.
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Erstens führte der Trend zur Miniaturisierung von Gyroskopen zu Konstruktionen, die mehrere MEMS-Sensoren in einem einzigen Bauelement integrieren, das in der Lage ist, gleichzeitig die Winkelgeschwindigkeit um mehrere Raumachsen zu erfassen. Ein Beispiel mehrachsiger Integration gyroskopischer Sensoren für einfache Bauelemente, wo geringe Größe ein Haupt-Auslegungsparameter ist, ist in der US-Patentanmeldung Nr. 2011/0094301 vorgestellt. Zweitens wurde die Unempfindlichkeit gegen Störungen aus der Umwelt, wie etwa Vibrationen, Stoß und andere plötzliche Einwirkung von Kräften, eine Hauptanforderung auf dem Markt für gyroskopische Spitzenprodukte. Ein Beispiel eines stoßfesten Gyroskops, das ausgelegt ist, Störungen aus der Umwelt durch elektrische und mechanische Mittel entgegenzuwirken, ist in der US-Patentanmeldung Nr. 2013/0269469 vorgestellt.
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Auf einen Blick scheint es so, dass das Integrieren mehrachsiger Sensoren in gyroskopische Spitzen-Bauelemente ausgeklügeltere und anspruchsvollere Anwendungen auf dem Unterhaltungsmarkt ermöglichen sowie die Kosten für Automobilanwendungen reduzieren würde. Jedoch sind stoßfeste Spitzen-Gyroskope von Natur aus komplexe Vorrichtungen, die redundante differentielle Strukturen enthalten. Eine direkte Integration eines Drei-Einzelachsen-Spitzen-Gyroskops auf demselben Siliziumsubstrat stellt komplexe Herausforderungen dar, die bis dato nicht bewältigt wurden. Außerdem hielt die Erhöhung der Komplexität des Entwurfs eines geeigneten Steuersystems die beiden oben erwähnten Trends bisher praktisch getrennt.
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Während einige Anstrengungen unternommen wurden, Stabilisierung und Stoßfestigkeitseigenschaften in MEMS-Gyroskope zu entwickeln, die in sicherheitsbezogenen Anwendungen beispielsweise Unfälle verhindern und potenziell Leben retten könnten, verlässt sich der Automobilbereich weiter auf unabhängige Einzelachsen-Spitzen-Gyroskope, die auf Bordebene integriert werden. Idealerweise würden diese Gyroskope immer betriebsfähig bleiben, sogar in Szenarien, in denen Störkräfte von Stoßereignissen auf den zugehörigen Messkreis des MEMS-Gyroskops übertragen werden, sodass sie die Richtungsstabilität beibehalten, indem sie zwischen den verschiedenen Beiträgen von Kräften unterscheiden, die Auslenkung der Prüfmassen verursachen, unerwünschtes Drehen usw. erkennen und in verschiedenen Stoßszenarien geeignete Korrekturmaßnahmen ergreifen.
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Was benötigt ist, sind Konstruktionen, die erfolgreich die Vorteile der beiden oben erwähnten Trends kombinieren, um zuverlässige, stoßfeste mehrachsige gyroskopische Sensoren zu schaffen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die offenbarten Systeme und Verfahren schaffen ein elektromechanisches Antriebssystem, das ermöglicht, drei einzelne Einzelachsen-Gyroskope mit einer Vielzahl von Antriebsmassen anzutreiben.
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Insbesondere beruht in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ein mechanischer Bestandteil eines Antriebssystems auf einem Satz Drehverbindungselemente, die Antriebskräfte derart verteilen, dass sie die Richtung der Antriebsbewegung gemäß den Anforderungen einer Vielzahl von einzelachsigen Gyroskopen einstellen.
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Durch ein Integrieren dreier einzelachsiger stoßfester Gyroskope in einem einzigen Siliziumsubstrat wird die Grundkonstruktion jedes Gyroskops und daher seine Leistungsfähigkeit bezüglich der Stoßfestigkeit beibehalten, während die Komplexitäten vermieden werden, die typischerweise mit dem Konstruieren eines Mehrantriebs-Steuersystems für stoßfeste Gyroskope verknüpft sind.
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Bestimmte Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden hier allgemein beschrieben; zusätzliche, hier vorgestellte Eigenschaften, Vorteile und Ausführungsformen werden jedoch einem gewöhnlichen Fachmann angesichts der Zeichnungen, der Beschreibung und der Ansprüche davon offensichtlich. Demgemäß sollte einzusehen sein, dass der Umfang der Erfindung durch die in diesem zusammenfassenden Abschnitt offenbarten Ausführungsformen nicht eingeschränkt ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nun ist Bezug auf Ausführungsformen der Erfindung genommen, von denen Beispiele in den begleitenden Figuren dargestellt sein können. Es ist beabsichtigt, dass diese Figuren nur veranschaulichend, nicht einschränkend sind. Obwohl die Erfindung allgemein im Kontext dieser Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass damit nicht beabsichtigt ist, den Umfang der Erfindung auf diese besonderen Ausführungsformen zu beschränken.
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1 ist eine Darstellung eines beispielhaften Systems stoßfester gyroskopischer Sensoren in einer dreiachsigen Gyroskopanordnung, die durch eine einzige Antriebsvorrichtung angetrieben ist, gemäß verschiedenem Umfeld der Erfindung.
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2 ist eine Darstellung eines weiteren beispielhaften Systems stoßfester gyroskopischer Sensoren in einer mehrachsigen Gyroskopanordnung, die durch eine einzige Antriebsvorrichtung angetrieben ist, gemäß verschiedenem Umfeld der Erfindung.
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3 ist eine Darstellung eines beispielhaften Systems nicht stoßfester gyroskopischer Sensoren in einer dreiachsigen Gyroskopanordnung, die durch eine einzige Antriebsvorrichtung angetrieben ist, gemäß verschiedenem Umfeld der Erfindung.
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4 ist ein Flussdiagramm eines erläuternden Ablaufs zur Stoßaufhebung in einer mehrachsigen Gyroskopanordnung, die durch eine einzige Antriebsvorrichtung angetrieben ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung.
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Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In der folgenden Beschreibung sind zum Zweck der Erläuterung besondere Einzelheiten dargelegt, um für ein Verständnis der Erfindung zu sorgen. Es wird jedoch einem Fachmann offensichtlich sein, dass die Erfindung ohne diese Einzelheiten ausgeführt sein kann. Ein Fachmann wird erkennen, dass unten beschriebene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einer Vielfalt von Weisen und unter Verwendung einer Vielfalt von Mitteln ausgeführt werden können. Fachleute werden auch anerkennen, dass zusätzliche Modifikationen, Anwendungen und Ausführungsformen in ihrem Umfang liegen, ebenso zusätzliche Gebiete, auf denen die Erfindung Nutzen bieten kann. Demgemäß sind die unten beschriebenen Ausführungsformen erläuternd für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung und sind dazu gedacht, Unklarheiten der Erfindung zu vermeiden.
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Bezugnahme in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform” bedeutet, dass ein in Verbindung mit der Ausführungsform beschriebenes bestimmtes Merkmal, ein Aufbau, eine Eigenschaft oder Funktion in mindestens einer Ausführungsform der Erfindung enthalten ist. Das Erscheinen des Ausdrucks „in einer Ausführungsform” oder dergleichen an verschiedenen Stellen in der Beschreibung muss sich nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform beziehen.
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Weiter sind Verbindungen zwischen Bauteilen oder zwischen Verfahrensschritten in den Figuren nicht auf Verbindungen beschränkt, die direkt betroffen sind. Stattdessen können in den Figuren dargestellte Verbindungen zwischen Bestandteilen oder zwischen Verfahrensschritten durch Einfügen von Zwischenbestandteilen oder -verfahrensschritten darin modifiziert oder anderweitig verändert werden, ohne von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In diesem Dokument beziehen sich die Begriffe „Verbindungselement” und „Drehverbindungselement” auf jede Art von Scharnier, Schwenkmittel oder Koppelmechanik, die Fachleute verstehen.
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1 ist eine Darstellung eines beispielhaften Systems stoßfester gyroskopischer Sensoren in einem dreiachsigen Gyroskop, angetrieben durch eine einzige Antriebsvorrichtung, gemäß verschiedenem Umfeld der Erfindung. Das System in 1 kombiniert drei einzelachsige Gyroskope 180 bis 184 in einer einzigen Vorrichtung, um ein dreiachsiges Gyroskop 100 zu schaffen. Das Gyroskop 184 ist ein Z-Gyroskop, während die Gyroskope 180 und 182 zwei identische Gyroskope in der Ebene sind. Wie in 1 gezeigt, sind die Gyroskope in der Ebene 180, 182 zueinander in einer über die Y-Achse 194 spiegelbildlichen Anordnung und in Winkeln von 45 Grad in der X-Y-Ebene orientiert.
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Die gyroskopischen Sensoren 180 bis 184 nutzen den Coriolis-Effekt, um zu bestimmen, wann eine Winkelgeschwindigkeit auf das dreiachsige Gyroskop 100 einwirkt. Es versteht sich, dass die gyroskopischen Sensoren 180 bis 184 innere Prüfmassen umfassen, die durch Corioliskräfte ausgelenkt werden. Allgemein können Corioliskräfte verwendet werden, um eine Winkelgeschwindigkeit gemäß dem folgenden Prinzip zu messen:
Kapazitive Fühlerelektroden in jedem Gyroskop messen die Auslenkung von Gyromassen in einer Messrichtung rechtwinklig zur jeweiligen Antriebsrichtung als kapazitive Änderung, die eine Funktion einer Drehung des jeweiligen Gyroskops ist. Wenn beispielsweise die Corioliskraft auf das Gyroskop 180 als Reaktion auf eine auf das dreiachsige Gyroskop 100 ausgeübte Winkelgeschwindigkeit wirkt, wandeln die zu den Prüfmassen gehörigen Fühlerelektroden die durch die Corioliskraft herbeigeführte Auslenkung in eine kapazitive Änderung um, die proportional zur ausgeübten Winkelgeschwindigkeit ist. Typischerweise verarbeitet ein ASIC gyroskopische Sensorsignale, um die Winkelgeschwindigkeit in Relation zum Umfeld des Sensors zu bestimmen und die Frequenz und die Amplitude zu verstellen, die erforderlich sind, um die harmonische Schwingung des Aktors, hier der Massen 102, 104, beizubehalten.
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Genauer verursacht der Coriolis-Effekt, wenn eine Masse in einem dreiachsigen Gyroskop angetrieben ist, sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit entlang einer ersten Achse (z. B. der X-Achse 192) eines rechtwinkligen Koordinatensystems zu bewegen, und einer Winkeldrehung um eine zweite Achse (z. B. der Z-Achse 196) ausgesetzt wird, typischerweise durch eine Corioliskraft, die direkt proportional zur zu messenden Winkelgeschwindigkeit ist, eine Auslenkung einer Prüfmasse in einer dritten Richtung (der Y-Achse 194). Unter Verwendung der MEMS-Technik kann diese Auslenkung durch geeignete Elektronik erfasst werden, z. B. durch kapazitive Sensorelemente (typischerweise Kammelektroden oder Plattenelektroden), an die eine Spannung angelegt ist, um Änderungen der Position (d. h. eine Änderung der Kapazität oder elektrischen Spannung) als Maß für diese Winkeldrehung zu erfassen.
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Im Beispiel in 1 ist das Z-Gyroskop 184 entlang der Y-Achse 194 angetrieben und empfindlich für Auslenkungen entlang der X-Achse 196 für Drehungen um die Z-Achse 192, d. h. außerhalb der Ebene. Das Gyroskop in der Ebene 180 ist bei einem positiven 45-Grad-Winkel bezüglich der Y-Achse 194 angetrieben und empfindlich für Auslenkungen entlang der Z-Achse 196 für Drehungen senkrecht zu seiner Antriebsrichtung in der X-Y-Ebene. Ähnlich ist das Gyroskop in der Ebene 182 bei einem negativen 45-Grad-Winkel bezüglich der Y-Achse 194 angetrieben und empfindlich für Auslenkungen entlang der Z-Achse 196 für Drehungen senkrecht zu seiner Antriebsrichtung in der X-Y-Ebene.
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Das Antriebsschema ist durch einen Satz Drehverbindungselemente 120 bis 164 ermöglicht, die durch ihre Drehung um die Z-Achse 196 Schub-Zug-Kräfte erzeugen, die die Verschiebungsbewegung der Antriebsmasse 102, 104 übertragen, die in der Y-Achsenrichtung 194 bei jedem einzelnen Gyroskop 180 bis 184 in der XY-Ebene stattfindet. Mit anderen Worten, der Satz Drehverbindungselemente 120 bis 164 verteilt die Antriebskraft auf einzelne Gyroskope 180 bis 184. Es ist anzumerken, dass ohne ein integriertes mechanisches System, das das Zusammenwirken zwischen Masse 102, 104 und Gyroskopen 180 bis 184 steuert, jedes Gyroskop 180 bis 184 eine getrennte elektronische Regelschleife erfordern würde.
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In einer Ausführungsform ist die mechanische Erregung für die Gyroskope 180 bis 184 vorteilhaft durch nur ein einziges elektrisches System vorgesehen, das Antriebselemente (nicht gezeigt) umfasst, die beide Antriebsmassen 102, 104 zu harmonischer Schwingung entlang einer Raumachse anregen, z. B. der Y-Achse 194. Die Massen 102, 104 sind typischerweise durch Elektroden (nicht gezeigt) elektrostatisch betätigt, um die Y-Achse 194 zu schwingen und mechanische Kräfte zu einzelnen Gyroskopen 180 bis 184 zu liefern. Dies vereinfacht im Wesentlichen die Auslegung des Steuersystems (nicht gezeigt), das die Antriebsmassen 102, 104 antreibt und steuert. Ein Fachmann wird einsehen, dass die Massen 102, 104 in jeder geeigneten Ausrichtung und Geometrie ausgeführt sein können.
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Im Beispiel in 1 ist jedes der Drehverbindungselemente 110 bis 164 mit einer der beiden Massen 102, 104, einem Gyroskop 180 bis 184 oder einem weiteren der Verbindungselemente 120 bis 164 gekoppelt und dreht sich um seinen jeweiligen mittleren Ankerpunkt 170. Ein Satz Verbindungselemente 110 bis 112 und sein symmetrisches Gegenstück 150 bis 152 beschränken die Bewegung der Antriebsmassen 102, 104 darauf, synchron und gegenphasig zu sein.
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Genauer bewegt sich die Masse 104 in positiver Richtung entlang der Y-Achse 194, wenn sich die Masse 102 in negativer Richtung entlang der Y-Achse 194 bewegt. Diese gegenphasige Bewegung ist geeignet, das Z-Gyroskop 184 direkt anzuregen. Die Verbindungselemente 120 bis 124 und 160 bis 164 wandeln die Bewegung der Antriebsmasse 102, 104 um die Y-Achse 194 in gegenphasige Bewegungen um +/–45 Grad bezüglich der Y-Achse 194 in der X-Y-Ebene um, sodass die Gyroskope in der Ebene 180 bzw. 182 angeregt werden. Wenn sich beispielsweise das Verbindungselement 120 im Uhrzeigersinn dreht, wird die Drehbewegung auf die Verbindungselemente 122 und 124 übertragen, die sich dann gegen den Uhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn drehen. Dies erzeugt Kräfte 172, die das Gyroskop in der Ebene 180 betätigen.
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Es versteht sich, dass die Anzahl von Stellen an den Verbindungselementen 122, an denen eine Kraft angreifen kann, gemäß der speziellen Ausführungsform eingestellt sein kann. Während dies in einigen Fällen die Verwendung stoßfester Gyroskope verhindern kann, ermöglicht es doch den Betrieb des Gyroskops in einer dreiachsigen Einzelantriebs-Gyroskopanordnung. Es versteht sich weiter, dass, während die Gyroskope 180, 182 aufgrund ihrer spiegelbildlichen Gestaltung in der Ebene identisch sein können, dies nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung gemeint ist. Ein Fachmann wird einsehen, dass andere Verbindungselementanordnungen und Orientierungen für die Gyroskope 180, 182 ausführbar sind, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Während schließlich genaue Beschreibungen von Verbindungselementen und zusätzlicher Verankerung an Rahmen, beispielsweise zum Antreiben von Verbindungselementen, zur Kürze und Deutlichkeit weggelassen sind, versteht es sich, dass die Verbindungselemente 110 bis 124 und 150 bis 164 nach jedem in der Technik bekannten Verfahren ausgeführt sein können.
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2 ist eine Darstellung eines weiteren beispielhaften Systems stoßfester gyroskopischer Sensoren in einem mehrachsigen Gyroskop, das durch eine einzige Antriebsvorrichtung angetrieben ist, gemäß verschiedenem Umfeld der Erfindung. In ähnlicher Weise wie in 1 kombiniert das mehrachsige Gyroskop 200 in 2 mindestens drei einzelachsige Gyroskope 280 bis 284 in einer einzigen Vorrichtung. Anders als in 1 sind die Gyroskope in der Ebene 280 und 282 parallel zur Y-Achse 194 bzw. zur X-Achse 192 ausgerichtet, statt in eine spiegelbildliche Anordnung um eine bestimmte Raumachse gesetzt zu sein. Das Gyroskop 284 ist ein parallel zur Y-Achse 194 ausgerichtetes Z-Gyroskop außerhalb der Ebene.
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Im Beispiel in 2 sind das Y-Gyroskop in der Ebene 280 und das Z-Gyroskop außerhalb der Ebene 284 entlang der X-Achse 192 angetrieben, während das X-Gyroskop in der Ebene 282 entlang der Y-Achse 194 angetrieben ist. Das Y-Gyroskop 280 ist empfindlich auf Auslenkungen entlang der Z-Achse 196 für Drehungen um die Y-Achse 194; das X-Gyroskop 282 ist empfindlich auf Auslenkungen entlang der Z-Achse 196 für Drehungen um die X-Achse 192; und das Z-Gyroskop 284 ist empfindlich auf Auslenkungen entlang der Y-Achse 194 für Drehungen um die Z-Achse 196.
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In einer Ausführungsform dreht sich der Satz Drehverbindungselemente 222 um die Z-Achse 196, um Schub-Zug-Kräfte zu erzeugen, die die Bewegung zweier Sätze von Antriebsmassen 202 bis 208 und 212 bis 218 in der Y-Achsenrichtung 194 auf einzelne Gyroskope 280 bis 284 übertragen, die sich in der XY-Ebene befinden, um die einwirkende Antriebskraft auf jedes einzelne Gyroskop 280 bis 284 zu übertragen. In ähnlicher Weise wie in 1 kann das System von Massen 202 bis 208 und 212 bis 218 in 2 durch Elektroden elektrostatisch betätigt sein, um die Y-Achse 194 zu schwingen und die mechanischen Kräfte zu liefern, die erforderlich sind, um die inneren Massen der Gyroskope 280 bis 284 schwingen zu lassen.
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In einer Ausführungsform ist das Drehverbindungselement 222 mit mindestens einer der Massen 202 bis 218 oder einem weiteren Drehverbindungselement 222 verbunden und dreht sich um seinen jeweiligen Mittelanker 170, um Paare von gegenphasigen Bewegungen sowohl um die X-Achse 192 als auch um die Y-Achse 194 zu erzeugen. Die Anordnung von Verbindungselementen 222 schränkt die Bewegung der Sätze von Antriebsmassen 202 bis 208, 212 bis 218 darauf ein, synchron und gegenphasig zu sein. (Wenn sich z. B. der Satz 202 bis 208 in negativer Richtung entlang der Y-Achse 194 bewegt, bewegt sich der Satz 212 bis 218 übereinstimmend in positiver Richtung entlang der Y-Achse 194.) Die synchrone Bewegung erzeugt Antriebskräfte, die den Betrieb stoßfester Gyroskope 280 bis 284 ermöglichen. Zum Beispiel kann die Kraft 172 vier innere Massen des stoßfesten Gyroskops 280 antreiben, wie in 2 gezeigt.
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In einer Ausführungsform kann die in 2 mit der Bezugszahl 286 bezeichnete Stelle verwendet sein, um ein redundantes X-Gyroskop oder Z-Gyroskop zu halten, das in 2 nicht gezeigt ist. Diese Stelle kann auch verwendet sein, um Blindmassen (ebenfalls nicht gezeigt) zu halten, z. B. zum Zweck des Verbesserns der Sensor-Symmetrie um die X-Achse 192.
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3 ist eine Darstellung eines beispielhaften Systems nicht stoßfester gyroskopischer Sensoren, angeordnet als dreiachsiges Gyroskop und angetrieben durch eine einzige Antriebsvorrichtung, gemäß verschiedenem Umfeld der Erfindung. Das System 300 umfasst die Gyroskope in der Ebene 380 und 382 und das Z-Gyroskop außerhalb der Ebene 384. Ähnlich wie in 2 sind die Gyroskope 380 und 384 parallel zur X-Achse 192 ausgerichtet, während das Gyroskop 382 parallel zur Y-Achse 194 ausgerichtet ist. Das X-Gyroskop 380 ist empfindlich auf Auslenkungen entlang der Z-Achse 196 für Drehungen um die X-Achse 192; das Y-Gyroskop 382 ist empfindlich auf Auslenkungen entlang der Z-Achse 196 für Drehungen um die Y-Achse 194; und das Z-Gyroskop 384 ist empfindlich auf Auslenkungen entlang der Y-Achse 194 für Drehungen um die Z-Achse 196.
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In einer Ausführungsform dreht sich ein Satz Drehverbindungselemente 322 um die Z-Achse 196, um Schub-Zug-Kräfte zu erzeugen, die die Bewegung zweier Sätze von Antriebsmassen 302 bis 306 und 312 bis 316 in der Y-Achsenrichtung 194 auf einzelne Gyroskope 380 bis 384 übertragen, die sich in der XY-Ebene befinden, um die einwirkende Antriebskraft auf jedes einzelne Gyroskop 380 bis 384 zu übertragen. Das System von Massen 302 bis 316 kann durch Elektroden elektrostatisch betätigt sein, um die Y-Achse 194 zu schwingen und die mechanischen Kräfte an die Gyroskope 380 bis 384 zu liefern.
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Wieder ist jedes der Drehverbindungselemente 322 mit mindestens einer der Massen 302 bis 316 oder einem weiteren Drehverbindungselement 332 verbunden und dreht sich um seinen jeweiligen Mittelanker 170, um Paare von gegenphasigen Bewegungen sowohl um die X-Achse 192 als auch um die Y-Achse 194 zu erzeugen. Die Anordnung von Verbindungselementen 322 schränkt die Bewegung der Sätze von Antriebsmassen 302 bis 306 und 312 bis 316 ein, synchron und gegenphasig zu sein. (Wenn sich z. B. der Satz 302 bis 306 in negativer Richtung entlang der Y-Achse 194 bewegt, bewegt sich der Satz 312 bis 316 übereinstimmend in positiver Richtung entlang der Y-Achse 194.)
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In diesem Beispiel sind nur zwei Kräfte 372 erforderlich, um das Gyroskop 380 zu betätigen, sodass nur zwei Massen innerhalb des Gyroskops 380 mit Verbindungselementen 322 verbunden sind. Kurz, als Ergebnis wäre diese Gestaltung nicht ausreichend, um die Anzahl von Massen anzutreiben, die erforderlich sind, um die in 1 und 2 gezeigten stoßfesten Gyroskope zu betreiben.
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4 ist ein Flussdiagramm eines erläuternden Ablaufs zur Stoßaufhebung in einer mehrachsigen Gyroskopanordnung, die durch eine einzige Antriebsvorrichtung angetrieben ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. Der Ablauf zur Stoßaufhebung beginnt bei Schritt 402, indem mehrere stoßfeste einzelachsige Gyroskope vorgesehen sind. Die Gyroskope können Gyroskope in der Ebene, Gyroskope außerhalb der Ebene oder eine beliebige Kombination davon sein.
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In Schritt 404 werden Antriebskräfte auf die stoßfesten einzelachsigen Gyroskope über ein Verbindungselementsystem verteilt, beispielsweise ein Drehverbindungselementsystem.
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Schließlich werden in Schritt 406 die stoßfesten einzelachsigen Gyroskope elektromechanisch durch mindestens zwei Massen angetrieben, beispielsweise durch synchrone, gegenphasige Bewegungen, gesteuert durch ein externes Steuersystem.
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Fachleute werden einsehen, dass weniger oder zusätzliche Schritte zu den hier dargestellten Schritten enthalten sein können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Keine besondere Reihenfolge ist hier durch die Anordnung von Blöcken im Flussdiagramm oder der Beschreibung unterstellt.
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Es ist weiter einzusehen, dass die vorstehenden Beispiele und Ausführungsformen beispielhaft sind und zu Zwecken der Deutlichkeit und des Verständnisses und nicht zum Einschränken des Umfangs der vorliegenden Erfindung dienen. Es ist beabsichtigt, dass alle Permutationen, Ergänzungen, Äquivalente, Kombinationen und Verbesserungen daran, die Fachleuten beim Lesen der Beschreibung und Studium der Zeichnung erkennbar sind, im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Es ist daher beabsichtigt, dass die Ansprüche alle solche Abwandlungen, Permutationen und Äquivalente umfassen, die in den wahren Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.