CN204188170U - 微机电可变形结构和三轴微机电陀螺仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微机电可变形结构，包括：基板；位于基板上的外框架，以外框架的中心为原点；位于外框架内部的第一联动部，第一联动部包括第一联动梁，两条杠杆梁、两条第二联动梁；第一联动梁和第二联动梁均平行于y轴设置，杠杆梁均平行于x轴设置；两条杠杆梁关于x轴对称且分别与第一联动梁连接以形成一端开口的方框结构；第二联动梁关于x轴对称且位于杠杆梁和外框架之间，第二联动梁的一端连接邻近的一条杠杆梁，另一端连接外框架。本实用新型还涉及一种三轴微机电陀螺仪。本实用新型的微机电可变形结构，在受到外力作用时，外框架、内框架、以及方框结构均能产生变形扭曲的效果，同时具有良好的灵敏度。

Description

微机电可变形结构和三轴微机电陀螺仪

技术领域

本实用新型涉及微机电技术，具体涉及一种微机电可变形结构以及一种三轴微机电陀螺仪。

背景技术

微电子机械系统(Micro Electro Mechanical System)，简称MEMS，是在微电子技术基础上发展起来的集微型机械、微传感器、微执行器、信号处理、智能控制于一体的一项新兴科学技术。

在微机电测量技术中，经常需要用到可变形的连接结构，其设计关系着测量方案的可实施性，其灵敏度也关系着测量的准确性。

微机电陀螺仪是基于MEMS技术的惯性器件，用于测量物体运动的角速度，通常包括驱动部分和检测部分，其设计具有一定的复杂性，尤其是涉及三轴同时测量的微机电陀螺仪时。目前三轴陀螺仪主要通过将三个单轴陀螺仪或者将一个Z轴陀螺仪和一个平面检测陀螺仪进行正交配置的设计方式来实现，但是这种组合的方式不利于器件的小型化，因此开发单结构的三轴陀螺仪已经成为现今微机电陀螺仪设计研发的重要方向。而开发单结构的三轴陀螺仪时，更加需要一种结构紧凑，体积减小，以及灵敏度高的可变形连接结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单易实现且灵敏度高的微机电可变形结构，以及一种性能良好的单结构设计的三轴微机电陀螺仪，为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种微机电可变形结构，其特征在于，包括：基板；位于所述基板上的外框架，其中心为原点；位于所述外框架内部的第一联动部，所述第一联动部包括第一联动梁，两条杠杆梁、两条第二联动梁；所述第一联动梁和所述第二联动梁均平行于y轴设置，所述杠杆梁均平行于x轴设置；所述两条杠杆梁关于x轴对称且分别与所述第一联动梁连接以形成一端开口的方框结构；所述第二联动梁关于x轴对称且位于所述杠杆梁和所述外框架之间，所述第二联动梁的一端连接邻近的一条杠杆梁，另一端连接所述外框架。

进一步优选的技术方案，所述杠杆梁未与所述第一联动梁连接的一端为支撑端，所述两条杠杆梁的支撑端各通过一第二锚点固定于所述基板上。

进一步优选的技术方案，所述第一联动部还包括两条支撑梁，所述两条支撑梁均平行于y轴设置；所述两条支撑梁关于x轴对称且位于所述方框结构内侧，一端连接邻近的一条杠杆梁，另一端各通过一第三锚点固定于所述基板上。

进一步优选的技术方案，所述杠杆梁未与所述第一联动梁连接的一端为支撑端，所述两条杠杆梁支撑端的各通过一第二锚点固定于所述基板上；所述第二联动梁与杠杆梁的连接位置位于杠杆梁的支撑端和杠杆梁与支撑梁的连接点中间。

进一步优选的技术方案，所述外框架为矩形外框架。

进一步优选的技术方案，所述第一联动部还包括内框架和第二联动部；所述内框架位于所述外框架内并且包围所述方框结构，所述外框架通过第二联动部与所述内框架连接；所述第二联动梁位于所述杠杆梁和所述内框架之间，所述第二联动梁通过所述内框架与所述外框架连接。

进一步优选的技术方案，所述内框架为矩形内框架，所述外框架为矩形外框架；所述第二联动部为Z型解耦梁，所述Z型解耦梁的一端连接所述矩形内框架平行于y轴的侧边，另一端连接所述矩形外框架平行于y轴的侧边。

进一步优选的技术方案，所述Z型解耦梁为四个，分别分布在所述矩形内框架的四个角周围。

进一步优选的技术方案，所述第一联动部还包括第三联动梁，所述第三联动梁的一端连接所述第一联动梁的中部，另一端用于和待连接件连接。

本实用新型的微机电可变形结构，在受到外力作用时，外框架、内框架、以及方框结构均能产生变形扭曲的效果，同时还具有变形阻力小变形空间大的优点，从而能够实现良好的测量精度和灵敏度。本实用新型的微机电可变形结构简单紧凑，有利于减小微机电系统的体积，工艺上适合批量生产。

一种三轴微机电陀螺仪，包括如前所述的可变形结构，还包括：位于所述两条杠杆梁之间的环形检测电容，所述环形检测电容的中心正对所述原点处；所述环形检测电容包括固定在基板上的四个下极板以及正对所述四个下极板并且悬置于所述下极板上方的环形上极板；所述四个下极板分为两组：第一组下极板沿x轴在原点的两侧对称分布，所述第一组下极板与其对应部分的环形上极板相配合构成一组第一检测电容；第二组下极板沿y轴在原点的两侧对称分布，所述第二组下极板与其对应部分的环形上极板相配合构成另一组第一检测电容；所述环形上极板在原点处通过第一锚点固定于基板上；所述第三联动梁与所述环形上极板的外沿连接；两组驱动电容，位于所述外框架的外侧且沿y轴在原点的两侧对称分布，每组所述驱动电容都包括互相配合的可动驱动电极和固定驱动电极，其中所述可动驱动电极与所述外框架的外侧边连接；两组第二检测电容，位于所述外框架的外侧且沿x轴在原点的两侧对称分布，每组所述第二检测电容都包括互相配合的可动检测电极和固定检测电极，其中所述可动检测电极与所述外框架的外侧边连接。

本实用新型的三轴微机电陀螺仪采用单结构设计，电容式静电驱动和差动电容检测，驱动方式简单，结构紧凑，有利于减小陀螺仪体积，工艺上适合批量生产，并且能够实现良好的测量精度和灵敏度。

附图说明

图1、2为本实用新型三轴微机电陀螺仪第一实施例的立体示意图。

图3、4为本实用新型三轴微机电陀螺仪第一实施例的平面示意图。

图5为本实用新型支撑梁组第一实施例的结构示意图。

图6为本实用新型支撑梁组第二实施例的结构示意图。

图7为本实用新型支撑梁组第三实施例的结构示意图。

图8为本实用新型微机电可变形结构实施例的结构示意图

图9为本实用新型三轴微机电陀螺仪第二实施例的平面示意图。

图10为本实用新型三轴微机电陀螺仪第三实施例的平面示意图。

图11为本实用新型三轴微机电陀螺仪第四实施例的平面示意图。

附图标记说明

1基板；

8环形上极板、6a第一组下极板、6b第二组下极板；

16可动驱动电极、4固定驱动电极；

17可动检测电极、3固定检测电极；

13矩形内框架、14矩形外框架、15Z型解耦梁、18支撑梁组；

9第一联动梁、10杠杆梁、11第二联动梁、12支撑梁、24第三联动梁；

19内圆环、20外圆环、21内环支撑梁、22内外环连接梁、23外环连接梁；

101连接梁、102支撑梁、103圆环；

5a第一锚点、5b第二锚点、5c第三锚点。

具体实施方式

下面参考图1～11所示，详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

参见图1-图4为本实用新型三轴微机电陀螺仪的第一实施例，包括：

基板1，基板1中央位置处有一环形检测电容，定义以环形检测电容的中心为原点O，基板1所在平面为xy平面的空间直角坐标系，空间直角坐标系的z轴垂直于基板1，如图1所示。

参考图3和图5所示，环形检测电容包括固定在基板上的四个下极板以及正对四个下极板并且悬置于下极板上方的环形上极板8，下极板排布组成的形状与环形上极板8的形状相匹配。

四个下极板可分为两组：第一组下极板6a沿x轴在原点的两侧对称分布且组内的两个下极板形状相同，第一组下极板6a与其对应部分的环形上极板相配合构成一组第一检测电容A；第二组下极板6b沿y轴在原点的两侧对称分布且组内的两个下极板形状相同，第二组下极板6b与其对应部分的环形上极板相配合构成第一检测电容B。

环形上极板8通过支撑结构悬置于下极板的上方，支撑结构位于环形检测电容的环孔内并且与环形上极板8的内沿连接，支撑结构在原点处通过第一锚点5a固定于基板上，由于支撑结构仅中心固定，因此环形上极板8在外力作用下可以绕xyz任意一轴做角振动。

参考图5所示为支撑结构的第一实施例，支撑结构包括一圆环103、三条连接梁101、以及一条支撑梁102；其中，两条连接梁101沿y轴分布，第三连接梁101沿x轴分布且位于x轴的正方向，连接梁101的一端与圆环103连接，另一端与环形上极板8的内沿连接；支撑梁102沿x轴分布且位于x轴的负方向，一端连接圆环103，另一端在原点处通过第一锚点5a固定在基板上。当然，也可以是第三条连接梁101位于x轴的负方向并且支撑梁102位于x轴的正方向。

参考图6所示为支撑结构的第二实施例，支撑结构包括一圆环103、两连接梁101、以及两条支撑梁102；其中，两条连接梁101沿y轴分布，连接梁101的一端与圆环103连接，另一端与环形上极板8的内沿连接；两条支撑梁102沿x轴分布，一端连接圆环103，另一端在原点处通过第一锚点5a固定在基板上。

参考图4和7所示为支撑结构的第三实施例，支撑结构为支撑梁组18，包括同心的内圆环19和外圆环20、两条内环支撑梁21、两条内外环连接梁22、以及四条外环连接梁23；四条外环连接梁23的一端分别与外圆环20连接，另一端分别与环形上极板8的内沿连接；外环连接梁23分成两个一组，其中一组沿x轴分布，另一组沿y轴分布，四条外环连接梁23均匀分割外圆环20的外周；两条内环支撑梁21的一端分别与内圆环19连接，另一端通过第一锚点5a固定于基板1上；两条内外环连接梁22的一端分别与内圆环19连接，另一端分别与外圆环20连接；内环支撑梁21沿y轴分布且内外环连接梁22沿x轴分布。在其它实施例中，也可以设置内环支撑梁21沿x轴分布而内外环连接梁22沿y轴分布。

从图2的剖面部分能够看出，环形上极板8的内沿与环孔内的支撑梁组18连接，支撑梁组18在原点处通过第一锚点5a固定于基板上，环形上极板8凭借第一锚点5a的支撑悬置于下极板上方。由于支撑梁组仅中心固定且纤细具有一定弹性，因此环形上极板8在外力作用下可以绕xyz任意一轴做角振动。

其中，以上实施例中的环形上级板8均为圆环形状，但需要注意的是，本实用新型并不限定于圆环形状。本实用新型中“环形”是指中心设有孔洞的结构，例如内沿外沿皆是圆形的圆环形状，内沿外沿皆是方形的方环形状、外沿为圆形而内沿为方形的形状、外沿为方形而内沿为圆形的形状、中心开孔的十字形形状等等，这些都属于等同的实施例在本实用新型的保护范围内。

其中，环形上极板8和支撑结构可以直接为一体结构，例如为一体构图后蚀刻形成。

其中，由环形检测电容和支撑结构组成的环形可变电容：第一组下极板6a沿x轴在原点的两侧对称分布，第二组下极板6b沿y轴在原点的两侧对称分布，从而和环形上极板各形成一组检测电容，环形上极板通过中心处的锚点固定并悬置使其自身可以绕xyz任意一轴做角振动。这种可变电容设计能够测量两个方向上的变形，同时还具有变形时阻力小且变形空间大的优点，能够实现良好的测量精度和灵敏度。本实用新型的环形可变电容结构简单紧凑，有利于减小微机电系统的体积，工艺上适合批量生产，除了应用于本实用新型的三轴陀螺仪上，还可以用于制作平面双轴陀螺仪，z轴陀螺仪以及微致动器件，如微型开关等。

参考图8所示，微机电可变形结构包括：矩形内框架13、矩形外框架14、四条Z型解耦梁15、第一联动梁9、两条杠杆梁10、两条第二联动梁11、两条支撑梁12、第三联动梁24。

矩形外框架14包围矩形内框架13，矩形外框架14的中心和矩形内框架13的中心正对原点，

矩形内框架13通过4个Z型解耦梁15与矩形外框架14连接，Z型解耦梁15分别分布在矩形内框架13的四个角周围并且对称分布在矩形内框架13平行于y轴的两侧；Z型解耦梁15的一端连接矩形内框架13平行于y轴的侧边，另一端连接矩形外框架14平行于y轴的侧边。

其中，需要说明的是，Z型解耦梁15可以为其它数量，只需要Z型解耦梁15的一端连接矩形内框架13平行于y轴的侧边，另一端连接矩形外框架14平行于y轴的侧边即可。优选的，Z型解耦梁分为两组，对称分布在矩形内框架13平行于y轴的两侧。

第一联动梁9、第二联动梁11、支撑梁12均平行于y轴设置，杠杆梁10和第三联动梁24平行于x轴设置。

两条杠杆梁10关于x轴对称，分别与第一联动梁9连接以形成一端开口的方框结构，方框结构位于矩形内框架13内部，环形检测电容位于两条杠杆梁10之间；

第二联动梁11关于x轴对称且位于杠杆梁10和矩形内框架13之间，第二联动梁11的一端连接邻近的一条杠杆梁10，另一端连接至矩形内框架13，从而通过矩形内框架13与矩形外框架14连接；

第三联动梁24的一端连接第一联动梁9的中部，另一端与环形上极板8的外沿连接。

两条支撑梁12关于x轴对称且位于方框结构和环形检测电容之间，一端连接邻近的一条杠杆梁10，另一端各通过一第三锚点5c固定于基板1上。

其中，杠杆梁10未与第一联动梁9连接的一端为支撑端，两条杠杆梁10的支撑端各通过一第二锚点5b固定于基板1上。

其中，第二联动梁11与杠杆梁10的连接位置位于杠杆梁10的支撑端和杠杆梁10与支撑梁12的连接点中间。

其中，两个第二锚点5b关于x轴对称设置，两个第三锚点5c关于x轴对称设置，这种对称固定的设置使矩形内外框架受力更加均匀。

本实用新型的微机电可变形结构，在受到外力作用时，外框架、内框架、以及方框结构均能产生变形扭曲的效果，同时还具有变形阻力小变形空间大的优点，从而能够实现良好的测量精度和灵敏度。本实用新型的微机电可变形结构简单紧凑，有利于减小微机电系统的体积，工艺上适合批量生产。除了应用于本实用新型的三轴陀螺仪上，还可以在机械结构层面上实现微小位移的放大，有利于提高传感器的检测灵敏度和信噪比，而且降低了敏感结构对电路系统的要求。

两组驱动电容，对称分布在矩形外框架14平行于x轴的两侧；每组驱动电容都包括互相配合的可动驱动电极16和固定驱动电极4，可动驱动电极16与矩形外框架14平行于x轴的侧边连接，固定驱动电极4固定于基板1上。

两组第二检测电容，对称分布在矩形外框架14平行于y轴的两侧；每组第二检测电容都包括互相配合的可动检测电极17和固定检测电极3，可动检测电极17与矩形外框架14平行于y轴的侧边连接，固定检测电极3固定于基板1上。

其中，本实施例中的可动驱动电极16和固定驱动电极4，以及可动检测电极17和固定检测电极3均为梳齿状电极。

本实用新型三轴微机电陀螺仪第一实施例的工作原理如下：

所述驱动电容用于提供沿y轴方向的驱动力，当受到外界驱动时，矩形外框架14、可动驱动电极16以及可动检测电极17沿y轴方向做线运动，Z形解耦梁15带动矩形内框架13沿y轴方向做线运动，同时第二联动梁11拖动杠杆梁10沿y轴方向做线运动，杠杆梁10相当于杠杆，因此会带动第一联动梁9在y轴方向做线运动，其中第一联动梁9的运动方向与第二联动梁11相反。由于第一联动梁9通过第三联动梁24和环形上极板8的外沿相连，且环形上极板8通过支撑梁组18在原点处经第一锚点5a固定于基板1上，因此环形上极板8会在第一联动梁9的拖动下绕第一锚点5a转动，即绕z轴做角振动。因此驱动运动包括矩形内外框架沿y轴方向的线运动和环形上极板8绕z轴的角振动。

当陀螺仪绕x轴转动时，由于哥氏力的作用，环形上极板8会绕y轴做角振动，由此引起第一组下极板6a与基板1的间距的变化，导致第一检测电容A的变化，该电容变化与陀螺仪绕x轴转动的角速度成正比，因此可用于测量x轴角速度。此时第一检测电容B和第二检测电容不受影响，或影响很小可以忽略。

当陀螺仪绕y轴转动时，由于哥氏力的作用，环形上极板8会绕x轴做角振动，由此引起第二组下极板6b与基板1的间距的变化，导致第一检测电容B的变化，该电容变化与陀螺仪绕y轴转动的角速度成正比，因此可用于测量y轴角速度。此时第一检测电容A和第二检测电容不受影响，或影响很小可以忽略。

当陀螺仪绕z轴转动时，绕z轴做角振动的环形上极板8本身不受影响。由于哥氏力的作用，矩形外框架14和矩形内框架13受到x轴方向的作用力，但由于杠杆梁10是刚性且一端固定住的，所以矩形内框架13在x轴方向的运动是受限的，也不会影响到环形上极板8，因此环形检测电容不受影响。由于Z形解耦梁15的解耦作用，连接矩形内外框架的Z形解耦梁15不会对矩形外框架14在x轴向的运动造成限制，因此，矩形外框架14会沿x轴方向线运动，导致第二检测电容(由可动检测电极17和固定检测电极3组成)的变化，该电容变化即反映了陀螺仪绕z轴的角速度，因此可以用于检测z轴角速度。

本实施例中，杠杆梁10除了和第一联动梁9、第二联动梁11和支撑梁12相连外，还通过支撑端固定在基板1上(即第二锚点5b处)，并且第二联动梁11与杠杆梁10的连接位置位于杠杆梁10的支撑端和杠杆梁10与支撑梁12的连接点中间，这种情况对矩形内外框架的运动是有好处的，这是因为：将杠杆梁10原本的自由端固定为支撑端后，在第二锚点5b与支撑梁12之间的杠杆梁10相当于两端支撑梁，这段杠杆梁10的变形模式为中间鼓两端固定的形式，其垂直于y轴的状态不会变，这时第二联动梁11如果处于其中间位置，则第二联动梁11不会受到扭矩进而导致转动，因此能进一步保证矩形内框架13仅做y轴线运动，而如果偏离中间位置，杠杆梁10垂直于y轴的状态则会发生变化，这种偏转会影响矩形内外框架的运动模态。

参见图9本实用新型三轴微机电陀螺仪第二实施例的平面示意图，从图中可以看出，和第一实施例的区别主要在于联动部的不同，具体来说省略了矩形内框架。

参见图10为本实用新型三轴微机电陀螺仪第三实施例的平面示意图，从图中可以看出，和第二实施例的区别主要在于驱动电容和第二检测电容的结构不同：第二实施例中驱动电容和第二检测电容为梳齿状电容，基于极板之间交叠长度的变化进行检测；第三实施例中驱动电容和第二检测电容为异形的平板状电容，基于极板之间间隙的变化进行检测。

参考图11为本实用新型三轴微机电陀螺仪第四实施例的平面示意图，从图中可以看出，和第三实施例的区别主要在于联动部的结构不同：第三实施例中驱动电容依靠一个矩形外框架将驱动力传递给第二检测电容；第四实施例中驱动电容依靠一个八边形外框架将驱动力传递给第二检测电容。

从三轴微机电陀螺仪的第二至四实施例中可以看出，本实用新型的驱动电容和第二检测电容并不限于梳齿状电容，联动部的结构也不限定于实施例中的具体结构。对于本实用新型来说，当驱动电容沿y轴方向进行驱动时，只要能够实现通过联动部带动可动检测电极沿y轴方向做线运动以及带动环形上极板绕第一锚点做转动运动即可，能够实现这一功能的联动部设计都应当属于本实用新型的保护范围内。

本实用新型的三轴微机电陀螺仪采用单结构设计，电容式静电驱动和差动电容检测，驱动方式简单，结构紧凑，有利于减小陀螺仪体积，工艺上适合批量生产，并且能够实现良好的测量精度和灵敏度。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种微机电可变形结构，其特征在于，包括：

基板；

位于所述基板上的外框架，其中心为原点；

位于所述外框架内部的第一联动部，所述第一联动部包括第一联动梁，两条杠杆梁、两条第二联动梁；

所述第一联动梁和所述第二联动梁均平行于y轴设置，所述杠杆梁均平行于x轴设置；

所述两条杠杆梁关于x轴对称且分别与所述第一联动梁连接以形成一端开口的方框结构；

所述第二联动梁关于x轴对称且位于所述杠杆梁和所述外框架之间，所述第二联动梁的一端连接邻近的一条杠杆梁，另一端连接所述外框架。

2.如权利要求1所述的可变形结构，其特征在于：

所述杠杆梁未与所述第一联动梁连接的一端为支撑端，所述两条杠杆梁的支撑端各通过一第二锚点固定于所述基板上。

3.如权利要求1所述的可变形结构，其特征在于：

所述第一联动部还包括两条支撑梁，所述两条支撑梁均平行于y轴设置；

所述两条支撑梁关于x轴对称且位于所述方框结构内侧，一端连接邻近的一条杠杆梁，另一端各通过一第三锚点固定于所述基板上。

4.如权利要求3所述的可变形结构，其特征在于：

所述杠杆梁未与所述第一联动梁连接的一端为支撑端，所述两条杠杆梁支撑端的各通过一第二锚点固定于所述基板上；

所述第二联动梁与杠杆梁的连接位置位于杠杆梁的支撑端和杠杆梁与支撑梁的连接点中间。

5.如权利要求1所述的可变形结构，其特征在于：

所述外框架为矩形外框架。

6.如权利要求1所述的可变形结构，其特征在于：

所述第一联动部还包括内框架和第二联动部；

所述内框架位于所述外框架内并且包围所述方框结构，所述外框架通过第二联动部与所述内框架连接；

所述第二联动梁位于所述杠杆梁和所述内框架之间，所述第二联动梁通过所述内框架与所述外框架连接。

7.如权利要求6所述的可变形结构，其特征在于：

所述内框架为矩形内框架，所述外框架为矩形外框架；

所述第二联动部为Z型解耦梁，所述Z型解耦梁的一端连接所述矩形内框架平行于y轴的侧边，另一端连接所述矩形外框架平行于y轴的侧边。

8.如权利要求7所述的可变形结构，其特征在于：

所述Z型解耦梁为四个，分别分布在所述矩形内框架的四个角周围。

9.如权利要求1-8任一项所述的可变形结构，其特征在于：

所述第一联动部还包括第三联动梁，所述第三联动梁的一端连接所述第一联动梁的中部，另一端用于和待连接件连接。

10.一种三轴微机电陀螺仪，其特征在于，包括如权利要求9所述的可变形结构，还包括：

位于所述两条杠杆梁之间的环形检测电容，所述环形检测电容的中心正对所述原点处；

所述环形检测电容包括固定在基板上的四个下极板以及正对所述四个下极板并且悬置于所述下极板上方的环形上极板；

所述四个下极板分为两组：第一组下极板沿x轴在原点的两侧对称分布，所述第一组下极板与其对应部分的环形上极板相配合构成一组第一检测电容；第二组下极板沿y轴在原点的两侧对称分布，所述第二组下极板与其对应部分的环形上极板相配合构成另一组第一检测电容；所述环形上极板在原点处通过第一锚点固定于基板上；

所述第三联动梁与所述环形上极板的外沿连接；

两组驱动电容，位于所述外框架的外侧且沿y轴在原点的两侧对称分布，每组所述驱动电容都包括互相配合的可动驱动电极和固定驱动电极，其中所述可动驱动电极与所述外框架的外侧边连接；

两组第二检测电容，位于所述外框架的外侧且沿x轴在原点的两侧对称分布，每组所述第二检测电容都包括互相配合的可动检测电极和固定检测电极，其中所述可动检测电极与所述外框架的外侧边连接。