微机电固态波动陀螺敏感结构设计与分析

作者：寇志伟; 孔哲; 陈苏力德; 卢普州

来源：内蒙古工业大学学报(自然科学版), 2023, 42(02): 163-168.

DOI：10.13785/j.cnki.nmggydxxbzrkxb.2023.02.013

• 微机电
• 固态波动陀螺
• 敏感结构
• 运动模态
• 幅频响应

基于微机电固态波动陀螺的工作原理，设计了一种全对称的S形弹性梁环形波动陀螺敏感结构。首先设计了微机电环形固态波动陀螺的环形敏感结构，并分析了其动力学方程与角度敏感原理。其次，在有限元软件中建立了S形弹性梁环形波动陀螺敏感结构的微机械模型，仿真分析了敏感结构的运动模态与幅频响应。模态仿真表明该S形弹性梁环形波动陀螺敏感结构的1～10阶模态中，中心频率为9.289 7～9.291 4 kHz的第7、8阶模态为面内的四波腹椭圆弯曲振动，可以作为环形陀螺的基础工作模态。幅频响应分析表明在0～10 kHz的频段上只有一个振动模态被激发且中心频率为9.289 7、9.291 4 kHz，谐振幅值为0.673 μm，该模态的频率与模态分析的中心频率一致，验证了敏感结构设计的合理性，为其进一步的研究与工程化提供了必要的理论基础。

• 单位
  内蒙古工业大学