金属壳谐振陀螺振子的结构设计方法及金属壳谐振陀螺技术

本申请公开了一种金属壳谐振陀螺振子的结构设计方法及金属壳谐振陀螺。其中，该方法包括：利用有限元分析的方法对所述金属壳谐振陀螺振子进行模态分析，得到所述金属壳谐振陀螺振子的固有振动频率和相关振型；基于所述固有频率和相关振型，来设计所述金属壳谐振陀螺振子的结构。本申请解决了金属壳谐振陀螺的结构参数设计不精确地的技术问题。构参数设计不精确地的技术问题。构参数设计不精确地的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
金属壳谐振陀螺振子的结构设计方法及金属壳谐振陀螺


[0001]本申请涉及陀螺仪领域，具体而言，涉及一种金属壳谐振陀螺振子的结构设计方法及金属壳谐振陀螺。

技术介绍

[0002]陀螺仪是一种测量旋转物体的单轴或者多轴的角速度或者角加速度的惯性传感器，是惯性导航系统中必不可少的一部分。它被广泛应用于各种消费电子和工业现场。在消费电子中它主要用于图像稳定性、汽车的自动驾驶系统、导航、位置服务、人机交互装置和各种运动感知器件例如游戏和姿势识别中。在工业和军工领域，它主要用于平台的稳定性、高精度机器人、推进式武器的制导、航位推算、姿态校正以及增强定位系统等。
[0003]目前，基于金属壳谐振陀螺的振子设计，是依靠经验判断法和试凑法得来的，但依靠这两种方法优化金属壳谐振陀螺的结构参数需要大量的测量与改进，研究周期长。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种金属壳谐振陀螺振子的结构设计方法及金属壳谐振陀螺，以至少解决金属壳谐振陀螺的结构参数设计不精确地的技术问本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属壳谐振陀螺振子的结构设计方法，其特征在于，包括：利用有限元分析的方法对所述金属壳谐振陀螺振子进行模态分析，得到所述金属壳谐振陀螺振子的固有振动频率和相关振型；基于所述固有频率和相关振型，来设计所述金属壳谐振陀螺振子的结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用有限元分析的方法对所述金属壳谐振陀螺振子进行模态分析，得到所述金属壳谐振陀螺振子的固有振动频率和相关振型，包括：建立所述金属壳谐振陀螺振子的有限元模型；基于所述有限元模型，对所述金属壳谐振陀螺振子的振动特性进行分析，得到所述金属壳谐振陀螺振子的所述固有振动频率和所述相关振型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述固有频率和所述相关振型，来设计所述金属壳谐振陀螺振子的结构，包括：基于所述固有频率和振型，提取并分析所述金属壳谐振陀螺振子的结构参数；选定所述金属壳谐振陀螺振子的所述结构参数的变化范围和仿真步长，采用所述有限元分析方法对所述金属壳谐振陀螺振子的各参数进行分析，确定所述结构参数对所述金属壳谐振陀螺振子的所述固有振动频率和所述相关振型的影响规律；基于所确定的影响规律，来设计所述金属壳谐振陀螺振子的结构。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述结构参数包括以下至少之一：主体半径、矩形齿间隔、矩形齿宽、矩形齿高、底面半径、底面高度、主体厚度以及齿轮数。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述结构参数对所述金属壳谐振陀螺振子的所述固有振动频率和所述相关振型的影响规律，包括以下至少之一：当所述金属壳谐振陀螺振子的矩形齿宽在预设齿宽数据范围内变化时，四波腹振动频率随着所述矩形齿宽的增大而减小；当所述金属壳谐振陀螺振子的主体直径在预设直径数据范围内变化时，四波腹振动频率随着所述主体直径的增大而减小；当所述金属壳谐振陀螺振子的主体厚度在预设厚度数据范围内变化时，四波腹振动频率随着所述主体厚度的增大而增大；当所述金属壳谐振陀螺振子的矩形齿间隔在第一预设间隔数据范围内变化时，主频率和与下一频率的差值随着所述矩形齿间隔的变大逐渐变大，在所述矩形齿间隔变化至第一预设间隔数据范围的上限时，主频率和与下一频率的差值突然同时减小；当所述金属壳谐振陀螺振子的矩形齿高度在预设高度数据范围内变化时，四波腹振动频率随着所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，陈荣，苏中，赵辉，刘福朝，范军芳，赵旭，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：