机械工程学报

作者：席翔, 肖定邦, 李微, 卢坤, 石岩, 袁超, 吴学忠

单位：国防科技大学智能科学学院 长沙 410073

关键词：微半球振动陀螺,装配误差,精密微调,位移缩小机构；

基金：国家自然科学基金资助项目（51935013）。

分析了微半球振动陀螺的装配误差形成机理，对装配精度要求进行了计算。在微半球结构锚点直径为1 mm的情况下，要保证装配间隙均匀度小于10%，锚点面的高度偏差需要小于0.1 μm。通过数值计算和有限元模型，分别研究了装配误差对电极驱动能力、静态检测电容、静电刚度调节能力，以及1阶模态振型的影响。计算结果表明，电极间隙不均匀对检测、驱动和静电刚度修调能力的影响分别呈1、2、3次方关系，同时会引起微幅的结构偏摆。为提升电极装配间隙均匀性，设计了一种基于柔性缩小单元的微位移调节机构。该机构利用螺旋调节旋钮和柔性垫块，使石英玻璃基底产生2自由度微幅摆动，从而实现较高精度的装配。测试结果表明，微半球振动陀螺装配后平均电容误差约为30%~40%，但引入了较大的寄生电容，消除该影响后，电容平均误差为12%。

来源：2020年第13期

《机械工程学报》期刊编辑部

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