三框架硅微機(jī)械陀螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工工藝研究.pdf

1、通過調(diào)研和分析國內(nèi)外硅微機(jī)械陀螺的發(fā)展?fàn)顩r，本文提出了一種三框架硅微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)解決了目前雙框架硅微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)所存在的缺點(diǎn)，其具有較大耦合效應(yīng)以及對加工工藝精度有很高的要求。 在雙框架結(jié)構(gòu)中，由于加工工藝誤差，使得帶檢測梳齒的敏感質(zhì)量塊兩側(cè)的梳齒尺寸不一，這樣導(dǎo)致敏感質(zhì)量塊在伴隨驅(qū)動(dòng)模式運(yùn)動(dòng)的過程中將會(huì)產(chǎn)生兩側(cè)電容變化量無法抵消的問題，降低陀螺性能。論文提出的三框架硅微機(jī)械陀螺結(jié)構(gòu)由外框架、中間框架和內(nèi)框架組成。不帶梳

2、齒的中間框架作為感應(yīng)哥氏效應(yīng)的過渡框架，從結(jié)構(gòu)本身有效地抑制了雙框架陀螺的耦合對器件造成的不良影響。 論文介紹了框架式硅微機(jī)械陀螺的工作原理，分析了靜電力驅(qū)動(dòng)，差分電容檢測，阻尼以及支撐梁結(jié)構(gòu)對微機(jī)械陀螺性能的影響，提出了三框架結(jié)構(gòu)模型。在對該模型的簡化示意圖進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和有限元仿真的基礎(chǔ)上，確定了三框架硅微機(jī)械陀螺的結(jié)構(gòu)及參數(shù)。 考慮陀螺的加工成本以及目前國內(nèi)現(xiàn)有的微結(jié)構(gòu)加工工藝，我們選擇了比較成熟簡單的體硅加工工藝