文档介绍：长春理工大学
硕士学位论文
半球陀螺谐振子成型工艺研究
姓名:武士轻
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:董起顺;曹国华
20080401
摘要半球谐振陀螺是世纪年代才出现的一种新型陀螺。半球谐振陀螺由半球形谐振子、静电激励罩、敏感读出基座糠肿槌桑筛咂分室蚴的熔融石英玻璃材料精密加工而成,并在表面上进行金属化处理。将振子、静电激励罩、敏感基座精密装配焊接在一起,并密封在一个高真空的容器中,形成一个完整而独立的角度或角速度传感器。与传统的机械陀螺和光学陀螺相比,半球谐振陀螺具有如下优势:结构上无高速转子、无活动部件;不需预热,启动时间短;信号频带宽,漂移噪声低;能承受大的机动过载;抗核辐射,并可经受短时间电源中断的影响;体积小,重量轻,功耗低,寿命长,,设计了半球谐振陀螺中最重要部分——,利用了单点金刚石车削技术加工模具,对研磨工艺、保形磨具、研磨余量、溅射镀膜、镀膜材料、激光切割进行了研究来实现性能指标。对未来我国半球陀螺事业和以后深入研究打下了基础。关键词:半球陀螺谐振子保形磨具溅射镀膜
瓸.,琓甌魐甀篏琓,,琑,琓瑃,篒猦琋,猵瑃,,猲珹,,琓,痵.,
指导导师签名:纽作者签名:遗圭作者签名:达生长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的硕士学位论文‘半球陀螺谐振子成型工艺研究潜救在指导教师的指导下,,,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意长春理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。
第一章绪论§半球陀螺简介半球谐振陀螺是一种没有高速转子和活动支承的陀螺仪,它是利用径向驻波振动的谐振子旋转产生的哥氏效应引起振型的移动来实现角度或转速测量的。这种陀螺工作的前提是谐振子以一定的频率做持续振动,具有稳定性好、寿命长、可靠性高、抗核辐射、耐高冲击振动、起动时间短等突出优点,被惯性技术界认为是一种在世纪先进的捷联惯导系统中最理想的元件。世纪以来,英国物理学家瓾布赖恩在研究弹性稳定一般理论的同时,对轴对称酒杯的驻波振动特性进行了试验,发现了谐振薄壳对惯性旋转的敏感性。与布赖恩同时代的瑞利为描述酒杯的振型提供了数学分析依据。布赖恩和瑞利的工作为的最初研究并选择最佳的半球结构打下了基础。这种结构决定了泄咝约缎阅艿与经典陀螺相比,半球谐振陀螺在结构上不存在高速转子和活动支承。它利用机械谐振技术和壳体旋转产生的哥氏效应使振型在环向发生相对移动进行测量。早在世纪年代,美国的揪妥攀钟诳7肭蛐痴裢勇荨@俟臼展核螅发出了可用于天文卫星、遥感卫星等精密定向的领域的半球谐振陀螺。俄罗斯、法国等也相继投入力量研究半球陀螺,并取得明显效果。国内世纪年代中期开始半球陀螺的探索,通过自主研制与技术引进相结合,、静电激励罩、敏感读出基座糠肿槌桑缮品质因数娜廴谑⒉AР牧暇芗庸ざ桑⒃诒砻嫔辖薪鹗艋怼=褡印静电激励罩、敏感基座精密装配焊接在一起,并密封在一个高真空的容器中,形成一个完整而独立的角度或角速度传感器。静电激励罩上的离散电极与振子球面形成多个球面电容器,静电高压通过此电容器,对振予进行静电激励而产生微振动。敏感检测基座上的电极用于检测振子的振动信号,通过数个等角度均布的检测电极读出信号进行数学解算,最终得出传感器整体的旋转角度信号。同时,结合角度旋转情况和振动信号的相位参数等因素,算出对半球陀螺振动进行幅度控制和误差控制的信号,并通半球谐振子是陀螺的主体,半球谐振子采用熔凝石英,以获得稳定的固有振动频率。直径一般为~,壁厚一般为尽玦。在半球壳开口端边缘的圆周潜力“‘叮。过离散激励电极施加控制。上开有许多小槽,小槽数目是偶数;用精确修正槽口的办法调整振子的动平衡,使其在各个方向具有等幅振动。半球壳的内、外球表面均要进行金属化处理,再镀上一层金属话愣坪辖分别作为传感器和力发生器的极板。振动频率是谐振子的固有频
籼电一一§半球陀螺工作原理率,一般为~穸ㄐ瓮ǔNK牟ń谡裥汀AΨ⑸饔苫沸瘟Ψ⑸骱屠散力发生器组成。环形力发生器使谐振子始终处于谐振状态。离散力发生器使谐振子开口端形成