微半球振动陀螺的装配误差分析与精密微调机构设计

作     者：席翔 肖定邦 李微 卢坤 石岩 袁超 吴学忠 XI Xiang;XIAO Dingbang;LI Wei;LU Kun;SHI Yan;YUAN Chao;WU Xuezhong

作者机构：国防科技大学智能科学学院长沙410073 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51935013) 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第56卷第13期

页      码：77-83页

摘      要：分析了微半球振动陀螺的装配误差形成机理,对装配精度要求进行了计算。在微半球结构锚点直径为1 mm的情况下,要保证装配间隙均匀度小于10%,锚点面的高度偏差需要小于0.1μm。通过数值计算和有限元模型,分别研究了装配误差对电极驱动能力、静态检测电容、静电刚度调节能力,以及1阶模态振型的影响。计算结果表明,电极间隙不均匀对检测、驱动和静电刚度修调能力的影响分别呈1、2、3次方关系,同时会引起微幅的结构偏摆。为提升电极装配间隙均匀性,设计了一种基于柔性缩小单元的微位移调节机构。该机构利用螺旋调节旋钮和柔性垫块,使石英玻璃基底产生2自由度微幅摆动,从而实现较高精度的装配。测试结果表明,微半球振动陀螺装配后平均电容误差约为30%~40%,但引入了较大的寄生电容,消除该影响后,电容平均误差为12%。

主 题 词：微半球振动陀螺 装配误差 精密微调 位移缩小机构 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2020.13.077

馆 藏 号：203955846...