硅微三轴轮环式陀螺结构设计与仿真分析

• 作者: 蔡麒 赵勇 刘立 曹慧亮 石云波 赵锐
• 来源期刊: 导航与控制
• 关键词: 三轴陀螺 微机电系统 仿真 有限元分析
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 测试与计量|Testing and Measurement
• 页码范围: 103-108
• 页数: 6页
• 分类号: TP212
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-5558.2021.01.012

摘要

微机械陀螺是姿态控制平台和惯性导航系统的重要应用之一,但是目前国内的陀螺研发集成化程度不高,主要的研究集中在单一检测轴(特别是Z轴检测)微陀螺的设计上.为了实现可用于智能弹药领域的单片集成三轴陀螺,设计了一种轮环式陀螺结构,在ANSYS有限元分析软件中建立了该陀螺结构的有限元模型,并分别进行了模态分析、谐响应分析以及瞬态冲击响应分析.根据驱动模态和检测模态的频率匹配,优化了陀螺的结构尺寸,仿真结果显示工作模态的频率匹配性较好.分析了此结构在半正弦周期加速度冲击载荷作用下的冲击响应,谐振结构在5000g@5ms的瞬态冲击作用下最大应力为190.38MPa,证明该结构具有不错的抗冲击特性.