新型磁懸浮振動陀螺的設計與分析研究

作者：曾凱,吳宇列,肖定邦

摘要：振動陀螺是一種利用哥氏效應檢測角速度的傳感器,其諧振子的結構精度和阻尼均勻性限制了陀螺性能的提升。為減小諧振子結構與支撐錨點的影響,提出了一種全新概念的磁懸浮振動陀螺。該陀螺利用電磁懸浮的方法將諧振子懸空,從而簡化了諧振子為無支撐錨點的集中質量塊,降低了其結構精度要求,消除了機械結構阻尼,最終達到提升陀螺性能的目的。基于經典振動陀螺模型,理論分析了磁懸浮振動陀螺的基本工作原理,并說明了諧振子誤差對陀螺性能的影響規律,設計了新型磁懸浮振動陀螺的結構,并對該結構的磁感應強度進行了仿真分析。仿真結果證明,懸浮質量塊振動穩定,具有較好的磁場均勻性。最后對陀螺樣機進行了測試,其固有頻率為20Hz,標度因子約為1.6mV/[(°)/s],測試結果驗證了所提磁懸浮振動結構的陀螺效應。

發文機構：國防科技大學智能科學學院

關鍵詞：振動陀螺磁懸浮結構設計陀螺性能Vibratory gyroscopeElectromagnetic suspensionStructure designGyroscope performance

分類號： V241.5[航空宇航科學與技術—飛行器設計]