磁悬浮转子微陀螺中转子性能和加工的研究

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1、摘要上海交通大学硕士学位论文磁悬浮转子微陀螺中转子性能和加工的研究摘要磁悬浮转子微陀螺的转子依靠磁悬浮来支承和定位能克服机械支承和定位的摩擦使之可以达到普通陀螺的精度要求与普通陀螺相比磁悬浮转子微陀螺还采用了微细加工技术因此器件具有体积小重量轻适于集成设计易于批量生产的优点已成为微小卫星微飞行器等装备系统上导航定位等惯性系统不可缺少的重要组成部分磁悬浮转子微陀螺的角动量由转子给出因此转子是很重要的零件本论文的研究工作是探讨磁悬浮转子微陀螺中转子的性能和加工工艺根据论文需要本文首先介绍了陀螺的发展概况应用惯导系统对陀螺仪的技术要求以及陀螺的小型化趋势之后以框架支承转子

2、陀螺为例介绍了陀螺的工作原理在简要叙述了国内外几种类型的微陀螺之后对磁悬浮转子微陀螺组成原理以及各部分功能进行设计确定了转子的材料外形尺寸对其强度进行了校核同时研究了转子缺损对陀螺精度的影响认为适当加大转子直径和提高加工质量是提高陀螺精度的有效途径随后介绍了溅射蒸铝和冲压这三种加工微i摘要上海交通大学硕士学位论文转子的方法最后用蒸铝和冲压的方法制作出一批转子通过外形观察表面轮廓检测和悬浮试验对蒸铝和冲压这两种加工方法进行了分析和比较认为冲压法简便易行加工的转子能够达到较好的悬浮效果关键词磁悬浮微陀螺转子微机电系统微细加工iiABSTRACT上海交通大学硕士学位论文S

3、tudyonthePropertiesandFabricationofaRotorintheMicromachinedGyroscopeofElectromagneticLevitatedRotorABSTRACTMicro-gyroscopeistreatedasoneofthekeyinertialapparatusofmini-satellitesandmicro-aircrafts.Magneticsuspensionsystemofthedesigncouldavoidfrictionproblemscausedbymechanicalbearingand

4、localizationthatarekeyissuesinotherkindofmicro-gyroscopes,soastoachievehighprecisionasordinarygyroscopes.Therotorisoneofthekeypartsofthegyrosincetherotatingdiskistheonlymovingpartthatcouldsensetheangularmovementofthecarrier.Majorworkofthispaperistostudythepropertiesandfabricationmethod

5、oftherotor.Afterintroducingthedevelopmentandutilityofgyroscopeandthetrendsofminiatureofgyroscope,theprincipleofamagneticsuspensionrotorforapplicationasamicro-gyroscopeispresented.Thedesignoftherotorisdrawnaccordingtorequirementsofcreatingeddycurrents,maintainingstablelevitationandconti

6、nuousrotation.FabricationmethodsiiiABSTRACT上海交通大学硕士学位论文ofrotor,suchassputtering,evaporationandpunching,arestudiedbycontrast.IthasbeenprovedbylevitationexperimentsofthegyrothatthefabricationmethodofpunchingtheAlfilmisapromisingwaytofabricaterotorthatcouldmeettherequirementsofthemicro-gy

7、roscope.Otherissueslikecheckingthestructurecapabilityoverloadintensityandtheinfluencethattheimperfectnessplaysontheprecisionofthedeviceisalsodiscussed.Keyword:Electromagneticlevitation,Micro-gyroscope,Rotor,MEMS,Micro-machining.iv附件四上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所