微型扭杆刚度自动测试仪的研制

针对传统微型扭杆刚度测量中手工操作的不足之处，研制了一套微型扭杆刚度计算机自动测试装置。主要硬件由精密电控转台和扭矩传感器组成，基于虚拟仪器软件平台LabVIEW开发了测控软件，能够自动进行加载和卸载、数据采集及处理。

航天微型扭杆刚度自动测量装置的研制

研制开发一套航天微型扭杆刚度高测量自动测量装置。它具有独特的定心夹紧装置 ,同时采用压电晶体柔性铰链机构驱动实现了对扭杆的平衡对称扭矩加载 ,并且采用精密扭矩和角度测量装置 。

一种新型挠性轴内置式扭摆微加速度计的设计

针对扭摆式加速度计的结构特点,为了有效利用硅片面积和提高质量块质量,设计了一种新型挠性轴内置于质量块的扭摆式加速度计,该结构具有检测电极和力反馈电极。根据结构设计参数,推导出中心敏感电容、等效质量、机械灵敏度的参数表达式。利用扭摆加速度计的数学模型,建立了加速度计表头系统级模型,并结合接口电路进行闭环整体仿真,调整校正环节参数,得到闭环系统性能指标。最后进行初步开环测试,测得加速度计的灵敏度为33mV/g,非线性度2.29%。

端面约束单晶硅直梁MEMS扫描微镜应力特性研究

结合微机电系统(micro-electronic-mechanical system,MEMS)扫描微镜结构以及单晶硅材料正交各向异性的特点,理论分析端面约束单晶硅直梁MEMS扫描微镜的应力特性,得到器件工作时扭转梁上正确的应力分布及其特征,所得结论与有限元仿真结果进行比较。结果表明由于端部约束效应的影响,作用在MEMS扫描微镜上的驱动力矩分别通过纯扭转力矩和横向弯矩,在扭转梁上传递,导致在扭转梁产生正应力、附加剪切应力和扭转剪切应力,其中扭转剪切应力最大值位于扭转梁中部截面长边中点处,而正应力和附加剪切应力最大值分别位于约束端部截面四角处和截面短边中点处。随着扭转梁截面形状趋近于窄的矩形,端面约束效应会愈加明显,约束端部截面的正应力越大于其他两种应力,经过有限元分析获得与分析解较为一致的结果。

扭杆弧形槽精密微细电火花加工工艺研究

针对扭杆弧形槽的加工要求,分析了机械误差对加工精度的影响,设计了合理的装夹方案,降低了机械误差对制造精度的影响;通过正交试验法分析了电加工参数对弧形槽表面粗糙度的影响,采用最优加工参数,可得到Ra=0.1μm的弧形槽表面;研制了扭杆电火花加工刚度在位测量装置,该装置能解决扭杆加工中既要满足面形精度又要满足加工刚度的要求。

Highly precise micro torsion angle detection by fringe array

Pringe array is proposed as the cooperated target in the precise torsion angle detection. The target fringe array image is generated according to the structure of the optical system, and the torsion angle detection algorithm is analyzed in response to the gray distribution of the image. The factors affecting the detection precision of the fringe torsion angle are analyzed theoretically and numerically. It indicates that the detection precision of the torsion angle is 1 angular second or even less, carefully selecting the detector array. Significantly, experiments are performed to demonstrate the precision and the results match well with the simulations.

圆形截面微型扭杆刚度的解析计算

对于惯性导航仪表中的微型弹性扭杆,其回转母线上的过渡圆角不容忽视,按照材料力学上等截面圆柱扭转理论计算的刚度系数,存在较大的误差。基于变截面圆柱扭转理论,推导了带过渡几何圆角微型扭杆的刚度系数的计算公式,并探讨了圆角的大小对于计算结果的影响。数值计算的结果验证了所推导解析式的正确性和精确性。算例表明:不考虑过渡圆角的影响产生17%的误差,而采用该文给出的公式进行计算产生的误差在0.1%以内。