旋转对称结构微型壳体振动陀螺谐振结构加工工艺研究

摘要

旋转对称结构微型壳体振动陀螺具有精度高，带宽宽，动态范围大，品质因数高以及抗干扰等潜在优异的性能，引起了国内外学者广泛的研究兴趣。目前，国内相关方面的研究还比较少，与国外差距比较大。微型壳体振动陀螺制造的核心仍是谐振结构加工工艺问题，加工工艺的难易制约着微型壳体振动陀螺的发展。本文主要围绕着微型壳体振动陀螺谐振结构的加工工艺问题，研究了不同材料的微型壳体振动陀螺谐振结构的加工工艺，旨在探索出一种加工相对简单、工艺一致性较好的微型壳体振动陀螺加工工艺。本文主要从以下几个方面开展研究工作：
　　1．介绍了微型壳体振动陀螺的主要结构形式和工作原理，并理论分析了基于静电驱动和电容检测的微型壳体振动陀螺的固有振型。
　　2．分析了激光刻蚀技术的基本原理，研究了激光加工参数对单晶金刚石刻蚀质量的影响。基于激光刻蚀工艺，实现了单晶金刚石的微型壳体振动陀螺微杯形谐振结构的加工并分析了激光刻蚀加工谐振结构的技术特点。
　　3．阐述了硅各向同性湿法腐蚀的基本原理，实现了硅半球面的加工。利用各向同性湿法腐蚀，实现了圆筒状陀螺谐振结构的加工并分析了硅各向同性湿法腐蚀加工谐振结构的技术特点。
　　4．介绍了微壳体振动陀螺谐振结构的玻璃吹制工艺的基本原理。基于此，实现了微型壳体振动陀螺圆盒状谐振结构和微圆柱壳体谐振结构的加工并分析了玻璃吹制工艺加工谐振结构的技术特点。

目录

声明

第一章 绪论

1 .1 课题研究背景及意义

1 .2 国内外微型壳体振动陀螺研究综述

1 .3 论文的主要研究内容

第二章 微型壳体振动陀螺理论模型

2 .1 微型壳体振动陀螺的结构及工作原理

2 .2 微型壳体振动陀螺的数学模型

2 .3 本章小结

第三章 单晶金刚石微型壳体振动陀螺谐振结构激光刻蚀加工工艺

3 .1 激光刻蚀单晶金刚石原理

3 .2 激光刻蚀参数对单晶金刚石刻蚀质量的影响

3 .3 单晶金刚石谐振结构设计

3 .4 单晶金刚石谐振结构的激光刻蚀工艺

3 .5 单晶金刚石谐振结构加工尺寸精度测试

3 .6 本章小结

第四章 单晶硅微型壳体振动陀螺谐振结构各向同性湿法腐蚀加工工艺

4 .1 单晶硅各向同性湿法腐蚀原理

4 .2 单晶硅谐振结构设计

4 .3 单晶硅谐振结构的各向同性湿法腐蚀工艺

4 .4 单晶硅谐振结构加工尺寸精度测试

4 .5 本章小结

第五章 玻璃微型壳体振动陀螺谐振结构加工工艺

5 .1 玻璃吹制工艺原理

5 .2 玻璃谐振结构设计

5 .3 玻璃谐振结构的玻璃吹制工艺

5 .4 玻璃谐振结构加工尺寸精度测试

5 .5 本章小结

第六章 总结与展望

6 .1 全文总结

6 .2 研究展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果