项目名称: 慢衰减抗振动MEMS半环谐振陀螺及其制造方法研究

项目编号: No.51475423

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 机械、仪表工业

项目作者: 谢金

作者单位: 浙江大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 现有MEMS半球谐振陀螺的零偏置稳定性因壳体衰减时间短而受到限制。针对这一问题,本项目改进三维壳谐振子结构,提出一种基于金刚石MEMS的半环谐振陀螺设计,并对其慢衰减抗振动特性和微制造方法进行研究。陀螺半环壳结构有谐振频率低、品质因数高、四波腹振型和干扰振型的频率间隔宽等优点,有助于提高衰减时间和抗振动稳定性。建立三维轴对称半环壳谐振陀螺的动力学模型,分析半环谐振陀螺中包含微尺度效应的多场耦合建模方法,研究半环壳频率特性、品质因数、角度增益因子和振型分布特征之间的相互影响规律。提出基于微电火花加工的半环凹模三维曲面的结构定量控制微加工方法,建立三维轴对称陀螺的新集成工艺,开发基于金刚石MEMS的半环谐振陀螺样机,实现微型速率积分陀螺。慢衰减抗振动MEMS半环谐振陀螺的研究可为惯性级别高精度微型陀螺的制造提供理论基础和技术支持。

中文关键词: 微电子机械系统;半环谐振陀螺;CVD金刚石;三维微加工;微传感器

英文摘要: In the current MEMS hemispherical resonator gyroscopes (HRG),the bias stability is limited due to short decay time of the shell structure. To solve the problem, with the improved 3D shell structure of resonator, a half-toroidal resonator gyroscope based on diamond MEMS is proposed in this project. Characteristics of slow decay and anti vibration are studied, and the micromachining technology is developed for the proposed gyroscope. The half-toroidal shell structure in the gyroscope has advantages of low resonate frequency, high quality factor and wide frequency gap between wineglass mode (n=2) and disturbance modes,which help improve decay time and vibration immunity. Dynamics of the 3D axisymmetric shell gyroscope is analyzed and modeling method including scale effect and multi-field couplings are presented. Mutual influence between frequency characteristics, quality factor, angle scale factor and modal distribution are studied. A 3D micromachining technology based on micro-EDM is developed to fabricate the half-toroidal molds with quantitative control of dimensions. A new integration process flow is established to develop the MEMS half-toroidal resonator gyroscope working in rate-integrating mode. The study of slow-decay and anti-vibration MEMS half-toroidal resonator gyroscope provides fundamental theory and technology support for the realization of inertial-grade high precision microscale gyroscope.

英文关键词: microelectromechanical systems(MEMS);half-toroidal resonator gyroscope;CVD diamond;3D micromachining;micro sensor

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

航空制造知识图谱构建研究综述
专知会员服务
112+阅读 · 2022年4月25日
工业设备数字孪生白皮书 附下载
专知会员服务
129+阅读 · 2022年4月6日
【硬核书】基于单调算子的大规模凸优化,306页pdf
专知会员服务
32+阅读 · 2021年7月8日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年5月9日
应用知识图谱的推荐方法与系统
专知会员服务
115+阅读 · 2020年11月23日
【2020新书】3D建模初学者指南,190页pdf
专知会员服务
31+阅读 · 2020年9月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
你的哪类电子产品换新频率最高?
ZEALER订阅号
0+阅读 · 2022年1月11日
用树莓派控制WS2812圣诞树灯饰
CSDN
0+阅读 · 2021年12月24日
基于知识图谱的推荐系统总结
机器学习与推荐算法
4+阅读 · 2021年11月11日
干货总结 | SLAM 面试常见问题及参考解答
计算机视觉life
17+阅读 · 2019年5月19日
【材料课堂】TEM复杂电子衍射花样的标定原理
材料科学与工程
39+阅读 · 2019年4月12日
深度报告:特种钢铁行业,支撑高端制造
材料科学与工程
12+阅读 · 2019年4月9日
【工业智能】风机齿轮箱故障诊断 — 基于振动信号
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月21日
Arxiv
1+阅读 · 2022年4月21日
Arxiv
14+阅读 · 2019年11月26日
Arxiv
35+阅读 · 2019年11月7日
Arxiv
11+阅读 · 2018年9月28日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
小贴士
相关VIP内容
航空制造知识图谱构建研究综述
专知会员服务
112+阅读 · 2022年4月25日
工业设备数字孪生白皮书 附下载
专知会员服务
129+阅读 · 2022年4月6日
【硬核书】基于单调算子的大规模凸优化,306页pdf
专知会员服务
32+阅读 · 2021年7月8日
专知会员服务
37+阅读 · 2021年5月9日
应用知识图谱的推荐方法与系统
专知会员服务
115+阅读 · 2020年11月23日
【2020新书】3D建模初学者指南,190页pdf
专知会员服务
31+阅读 · 2020年9月15日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
相关资讯
你的哪类电子产品换新频率最高?
ZEALER订阅号
0+阅读 · 2022年1月11日
用树莓派控制WS2812圣诞树灯饰
CSDN
0+阅读 · 2021年12月24日
基于知识图谱的推荐系统总结
机器学习与推荐算法
4+阅读 · 2021年11月11日
干货总结 | SLAM 面试常见问题及参考解答
计算机视觉life
17+阅读 · 2019年5月19日
【材料课堂】TEM复杂电子衍射花样的标定原理
材料科学与工程
39+阅读 · 2019年4月12日
深度报告:特种钢铁行业,支撑高端制造
材料科学与工程
12+阅读 · 2019年4月9日
【工业智能】风机齿轮箱故障诊断 — 基于振动信号
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员