振弦式陀螺的结构设计与实验模态分析

摘要：

针对振动陀螺的高性能和微型化发展趋势,提出一种新的振弦式振动陀螺设计方案.依据振动陀螺工作原理,采用电磁驱动和频率检测的工作方式,建立振弦式陀螺数学模型和结构设计模型;通过有限元方法进行模态分析,得到驱动框架与陀螺整机谐振频率,进而进行陀螺的理论特性分析;结果表明:振弦式陀螺的振弦预紧力与振弦的直径对各阶模态的谐振频率有重要影响,当材料一定时,可以通过改变陀螺振弦的预紧力达到模态匹配;通过对此次设计的振弦式陀螺特性分析,得出振弦式陀螺具有较高的分辨力,可达战术级且具有较好的稳定性、易测性,从而初步验证了这种振弦式振动陀螺的工作原理和结构设计的合理性和可行性;该陀螺与已有固态振动陀螺相比,体积小,结构相对简单,有利于提高陀螺灵敏度和精度,将为有效解决陀螺的高精度和小型化问题提供一个新的思路,具有重要的理论价值和应用意义.

关键词：振弦式陀螺、数学与结构模型、模态分析、特性分析

资助基金：国家自然科学基金项目61663033

在线出版日期：2019-05-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：29-35