[go: up one dir, main page]

RU2423667C1 - Detecting element of vibration gyroscope - Google Patents

Detecting element of vibration gyroscope Download PDF

Info

Publication number
RU2423667C1
RU2423667C1 RU2010118705/28A RU2010118705A RU2423667C1 RU 2423667 C1 RU2423667 C1 RU 2423667C1 RU 2010118705/28 A RU2010118705/28 A RU 2010118705/28A RU 2010118705 A RU2010118705 A RU 2010118705A RU 2423667 C1 RU2423667 C1 RU 2423667C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
segment
fixed part
length
segments
movable part
Prior art date
Application number
RU2010118705/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Алексеевич Паршин (RU)
Валерий Алексеевич Паршин
Юрий Владимирович Соловьев (RU)
Юрий Владимирович Соловьев
Анатолий Викторович Звонцов (RU)
Анатолий Викторович Звонцов
Владимир Ильич Баженов (RU)
Владимир Ильич Баженов
Ольга Владимировна Коренева (RU)
Ольга Владимировна Коренева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") filed Critical Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ")
Priority to RU2010118705/28A priority Critical patent/RU2423667C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2423667C1 publication Critical patent/RU2423667C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: detecting element of vibration gyroscope has an outer movable and inner fixed part, joined by a suspension system in which there are elastic members, each having six segments. The fourth, fifth and sixth segments lie on the other side of the radius running from the centre of the fixed part relative the first, second and third segments. The lengths of the first and fourth segments, second and fifth segments, third and sixth segments, respectively, are equal.
EFFECT: invention enables to eliminate angular displacements in the detecting element of the vibration gyroscope when exciting radial oscillations of the movable part.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к преобразователям угловой скорости в электрический сигнал.The invention relates to the field of measuring equipment, namely to converters of angular velocity into an electrical signal.

Известен чувствительный элемент вибрационного гироскопа [1], содержащий внешнюю неподвижную часть и внутреннюю подвижную часть, соединенные между собой системой подвеса с упругими элементами.A known sensitive element of a vibration gyroscope [1], containing an external fixed part and an internal movable part, interconnected by a suspension system with elastic elements.

Наиболее близким по технической сущности является чувствительный элемент вибрационного гироскопа [2], содержащий выполненные с внешними образующими в форме окружностей внешнюю подвижную часть и внутреннюю неподвижную часть, соединенные между собой системой подвеса, в которой выполнены n упругих элементов, каждый из которых содержит первый, второй и третий сегменты, причем первый сегмент направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части и одним концом соединен с неподвижной частью, своим вторым концом соединен с одним концом второго сегмента, который соединен вторым концом с первым концом третьего сегмента и направлен по дуге окружности, концентричной с внешними образующими подвижной и неподвижной частей, третий сегмент направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части и соединен своим вторым концом с подвижной частью.The closest in technical essence is a sensitive element of a vibrating gyroscope [2], containing an external movable part and an internal fixed part connected to each other by a suspension system made of n circular elastic elements, each of which contains n elastic elements, each of which contains the first, second and a third segment, the first segment being radially directed from the center of the fixed part toward the movable part and connected at one end to the fixed part, connected at its second end to one end of the second segment, which is connected by the second end to the first end of the third segment and directed along an arc of a circle concentric with the outer generators of the movable and fixed parts, the third segment is radially directed from the center of the fixed part towards the movable part and is connected by its second end to the movable part .

Недостатком такого чувствительного элемента вибрационного гироскопа являются угловые перемещения подвижной части относительно неподвижной части, возникающие при возбуждении радиальных угловых колебаний подвижной части при работе в составе вибрационного гироскопа.The disadvantage of this sensitive element of the vibrating gyroscope is the angular displacement of the moving part relative to the fixed part, which occurs when the radial angular oscillations of the moving part are excited when operating as part of a vibrating gyroscope.

Техническим результатом изобретения является устранение угловых перемещений в чувствительном элементе вибрационного гироскопа при возбуждении радиальных колебаний подвижной части.The technical result of the invention is the elimination of angular displacements in the sensitive element of the vibrating gyroscope when exciting radial vibrations of the moving part.

Данный технический результат достигается в чувствительном элементе вибрационного гироскопа, содержащем выполненные с внешними образующими в форме окружностей внешнюю подвижную часть и внутреннюю неподвижную часть, соединенные между собой системой подвеса, в которой выполнены n упругих элементов, каждый из которых содержит первый, второй и третий сегменты, причем первый сегмент направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части и одним концом соединен с неподвижной частью, своим вторым концом соединен с одним концом второго сегмента, который соединен вторым концом первым концом третьего сегмента и направлен по дуге окружности, концентричной с внешними образующими подвижной и неподвижной частей, третий сегмент направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части и соединен своим вторым концом с подвижной частью, тем, что в каждом упругом элементе выполнены четвертый, пятый и шестой сегменты, четвертый сегмент соединен одним концом с неподвижной частью в зоне соединения первого сегмента с неподвижной частью, другим концом соединен с одним концом пятого сегмента и направлен в сторону подвижной части по радиусу из центра неподвижной части, пятый сегмент соединен своим вторым концом с одним концом шестого сегмента и направлен по дуге той же окружности, что и второй сегмент, в сторону, противоположную направлению расположения второго сегмента, шестой сегмент соединен своим вторым концом с подвижной частью и направлен по радиусу из центра неподвижной части, длина четвертого сегмента равна длине первого сегмента, длина пятого сегмента равна длине второго сегмента, длина шестого сегмента равна длине третьего сегмента.This technical result is achieved in a sensitive element of a vibrating gyroscope, comprising an external movable part and an internal stationary part connected to each other by a suspension system made of n elastic elements, each of which contains first, second and third segments, moreover, the first segment is directed along the radius from the center of the fixed part towards the movable part and is connected at one end to the fixed part, connected at its other end to one to end of the second segment, which is connected by the second end to the first end of the third segment and directed along an arc of a circle concentric with the external components of the movable and fixed parts, the third segment is radially directed from the center of the fixed part towards the movable part and is connected by its second end to the movable part, that in each elastic element the fourth, fifth and sixth segments are made, the fourth segment is connected at one end to the fixed part in the connection zone of the first segment with the fixed part, the other end connected to one end of the fifth segment and directed toward the movable part radially from the center of the fixed part, the fifth segment is connected by its second end to one end of the sixth segment and directed along the arc of the same circle as the second segment, in the direction opposite to the direction of the second segment, the sixth segment is connected at its second end to the movable part and directed radially from the center of the fixed part, the length of the fourth segment is equal to the length of the first segment, the length of the fifth segment is equal to the length of the second segment nta, the length of the sixth segment is equal to the length of the third segment.

Путем выполнения четвертого, пятого и шестого сегментов в каждом из упругих элементов достигается устранение угловых перемещений подвижной части, так как наличие четвертого, пятого и шестого сегментов препятствует перемещению, вызванному деформацией первого, второго и третьего сегментов при радиальных колебаниях подвижной части.By performing the fourth, fifth and sixth segments in each of the elastic elements, the angular displacements of the movable part are eliminated, since the presence of the fourth, fifth and sixth segments impedes the movement caused by deformation of the first, second and third segments during radial vibrations of the movable part.

На фиг.1 представлен общий вид чувствительного элемента вибрационного гироскопа, на фиг.2 - вид упругого элемента.Figure 1 presents a General view of the sensitive element of the vibrating gyroscope, figure 2 is a view of an elastic element.

Чувствительный элемент вибрационного гироскопа (фиг.1) содержит внутреннюю неподвижную часть 1 с внешней образующей 2 в виде окружности, внешнюю подвижную часть 3 с внутренней образующей 4 в виде окружности и внешней образующей 5 в виде окружности. Подвижная часть 3 соединена с неподвижной частью 1 упругими элементами 6', 6"…6(i),…6(n). Неподвижная часть 1, подвижная часть 3 и упругие элементы 6', 6"…6(i),…6(n) выполнены единым элементом в пластине из монокристаллического кремния.The sensitive element of the vibrating gyroscope (Fig. 1) contains an internal stationary part 1 with an external generatrix 2 in the form of a circle, an external movable part 3 with an internal generatrix 4 in the form of a circle, and the external generatrix 5 in the form of a circle. The movable part 3 is connected to the fixed part 1 by elastic elements 6 ', 6 "... 6 (i) , ... 6 (n) . The fixed part 1, the movable part 3 and the elastic elements 6', 6" ... 6 (i) , ... 6 (n) are made by a single element in a single crystal silicon wafer.

Упругий элемент 6' (фиг.2) содержит первый сегмент 7, второй сегмент 8, третий сегмент 9, четвертый сегмент 10, пятый сегмент 11, шестой сегмент 12. Первый сегмент 7 длиной L1 соединен одним своим концом с неподвижной частью 1 по внешней образующей 2, другим своим концом соединен со вторым сегментом 8 и направлен в сторону подвижной части 3 по радиусу, проведенному из центра О неподвижной части 1.The elastic element 6 '(Fig.2) contains the first segment 7, the second segment 8, the third segment 9, the fourth segment 10, the fifth segment 11, the sixth segment 12. The first segment 7 of length L 1 is connected at one end to the fixed part 1 on the outside forming 2, with its other end connected to the second segment 8 and directed towards the movable part 3 along the radius drawn from the center O of the fixed part 1.

Второй сегмент 8 соединен другим своим концом с одним концом третьего сегмента 9, направлен по дуге окружности, концентричной с окружностью внешней образующей 2 неподвижной части 1, и выполнен длиной L2.The second segment 8 is connected at its other end to one end of the third segment 9, directed along an arc of a circle concentric with the circumference of the outer generatrix 2 of the fixed part 1, and is made of length L 2 .

Третий сегмент 9 длиной L3 направлен по радиусу из центра О неподвижной части 1 в сторону подвижной части 3 и соединен другим своим концом с подвижной частью 3 по внутренней образующей 4 подвижной части 3.The third segment 9 of length L 3 is directed along the radius from the center O of the fixed part 1 towards the movable part 3 and is connected at its other end to the movable part 3 along the inner generatrix 4 of the movable part 3.

Четвертый сегмент 10 длиной L4 соединен своим одним концом с неподвижной частью 1 по внешней образующей 2 неподвижной части 1 в зоне, где с неподвижной частью 1 соединен первый сегмент 7. Четвертый сегмент 10 направлен по радиусу из центра О неподвижной части 1 в сторону подвижной части 3 и соединен другим своим концом с пятым сегментом 11.The fourth segment 10 of length L 4 is connected at its one end to the fixed part 1 along the outer generatrix 2 of the fixed part 1 in the area where the first segment 7 is connected to the fixed part 1. The fourth segment 10 is radially directed from the center O of the fixed part 1 towards the movable part 3 and connected at its other end to the fifth segment 11.

Пятый сегмент 11 направлен по дуге окружности, концентричной с окружностью внешней образующей 2 неподвижной части 1, соединен с одним концом шестого сегмента 12 и выполнен длиной L5. При этом пятый сегмент 11 направлен в противоположную сторону по сравнению с направлением расположения второго сегмента 8.The fifth segment 11 is directed along an arc of a circle concentric with the circumference of the outer generatrix 2 of the fixed part 1, connected to one end of the sixth segment 12 and is made of length L 5 . In this case, the fifth segment 11 is directed in the opposite direction compared with the direction of the location of the second segment 8.

Шестой сегмент 12 длиной L6 соединен своим вторым концом с подвижной частью 3 по ее внутренней образующей 4 и направлен в сторону подвижной части 3 по радиусу из центра О неподвижной части 1.The sixth segment 12 of length L 6 is connected at its second end to the movable part 3 along its inner generatrix 4 and is directed towards the movable part 3 along the radius from the center O of the fixed part 1.

Упругий элемент 6' выполнен так, что длина L7 четвертого сегмента 10 равна длине L1 первого сегмента 7, длина L5 пятого сегмента 11 равна длине L6 второго сегмента 8, длина L6 шестого сегмента 12 равна длине L3 третьего сегмента 9.The elastic element 6 'is made so that the length L 7 of the fourth segment 10 is equal to the length L 1 of the first segment 7, the length L 5 of the fifth segment 11 is equal to the length L 6 of the second segment 8, the length L 6 of the sixth segment 12 is equal to the length L 3 of the third segment 9.

Аналогичным образом выполнены упругие элементы 6"…6(i),…6(n).In a similar manner, elastic elements 6 "... 6 (i) , ... 6 (n) are made .

При возбуждении в вибрационном гироскопе радиальных колебаний подвижной части 3 изменяется расстояние между внешней образующей 2 неподвижной части 1 и внутренней образующей 4 подвижной части 3.When excited in a vibrational gyroscope of radial vibrations of the movable part 3, the distance between the outer generatrix 2 of the stationary part 1 and the inner generatrix 4 of the movable part 3 changes.

Если бы упругий подвес 6' состоял только из первого 7, второго 8 и третьего 9 сегментов, то при изменении расстояния между началом первого сегмента 7 и концом третьего сегмента 9 происходило бы изменение положения начала второго сегмента 8 относительно его конца, что должно было привести к угловому перемещению подвижной части 3 относительно неподвижной части 1 в одну какую либо сторону. Но так как упругий элемент 6' имеет еще четвертый 10, пятый 11 и шестой 12 сегменты, то изменение положения начала и конца пятого сегмента 11 приводит к угловому перемещению подвижной части 3 в противоположную сторону.If the elastic suspension 6 'consisted only of the first 7, second 8 and third 9 segments, then when the distance between the beginning of the first segment 7 and the end of the third segment 9 changed, the position of the beginning of the second segment 8 relative to its end would change, which should lead to the angular movement of the movable part 3 relative to the fixed part 1 in one direction. But since the elastic element 6 'has a fourth 10, fifth 11 and sixth 12 segments, a change in the position of the beginning and end of the fifth segment 11 leads to the angular movement of the movable part 3 in the opposite direction.

Таким образом, угловое перемещение в одну сторону компенсируется угловым перемещением в другую сторону.Thus, angular movement in one direction is compensated by angular movement in the other direction.

Следовательно, исключаются угловые перемещения подвижной части 3 относительно неподвижной части 1 при возбуждении радиальных колебаний подвижной части 3.Therefore, angular displacements of the moving part 3 relative to the fixed part 1 are excluded when the radial vibrations of the moving part 3 are excited.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Патент США №5226321, НКИ 73/505, 75/517 А, МПК G01P 9/04. Вибрационный планарный гироскоп. 1993 г.1. US patent No. 5262321, NKI 73/505, 75/517 A, IPC G01P 9/04. Vibrating planar gyroscope. 1993 year

2. Патент РФ №2331845, Кл. G01С 19/56, G01P 9/04. Вибрационный гироскоп. 2008 г.2. RF patent No. 2331845, Cl. G01C 19/56, G01P 9/04. Vibrating gyroscope. 2008 year

Claims (1)

Чувствительный элемент вибрационного гироскопа, содержащий выполненные с внешними образующими в форме окружностей внешнюю подвижную часть и внутреннюю неподвижную часть, соединенные между собой системой подвеса, в которой выполнены n упругих элементов, каждый из которых содержит первый, второй и третий сегменты, причем первый сегмент направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части и одним концом соединен с неподвижной частью, своим вторым концом соединен с одним концом второго сегмента, который соединен вторым концом с первым концом третьего сегмента и направлен по дуге окружности, концентричной с внешними образующими подвижной и неподвижной частей, третий сегмент направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части и соединен своим вторым концом с подвижной частью, отличающийся тем, что в каждом упругом элементе выполнены четвертый, пятый и шестой сегменты, четвертый сегмент соединен одним концом с неподвижной частью в зоне соединения первого сегмента с неподвижной частью, другим концом соединен с одним концом пятого сегмента и направлен в сторону подвижной части по радиусу из центра неподвижной части, пятый сегмент соединен своим вторым концом с одним концом шестого сегмента и направлен по дуге той же окружности, что и второй сегмент, в сторону, противоположную направлению расположения второго сегмента, шестой сегмент соединен своим вторым концом с подвижной частью и направлен по радиусу из центра неподвижной части в сторону подвижной части, длина четвертого сегмента равна длине первого сегмента, длина пятого сегмента равна длине второго сегмента, длина шестого сегмента равна длине третьего сегмента. A sensitive element of a vibrating gyroscope, comprising an external movable part and an internal fixed part made with external circumferential shapes, interconnected by a suspension system in which n elastic elements are made, each of which contains first, second and third segments, the first segment being directed along the radius from the center of the fixed part towards the movable part and at one end is connected to the fixed part, connected to one end of the second segment, which is connected to the second by its second end end with the first end of the third segment and directed along an arc of a circle concentric with the outer generators of the movable and fixed parts, the third segment is directed along the radius from the center of the fixed part to the side of the moving part and is connected by its second end to the moving part, characterized in that in each the fourth, fifth and sixth segments are made of the elastic element, the fourth segment is connected at one end to the fixed part in the area of the first segment to be connected to the fixed part, the other end is connected to one end of the canopy segment and directed toward the movable part in radius from the center of the fixed part, the fifth segment is connected by its second end to one end of the sixth segment and is directed along the arc of the same circle as the second segment, in the direction opposite to the direction of the second segment, the sixth segment is connected its second end with the movable part and directed radially from the center of the fixed part towards the movable part, the length of the fourth segment is equal to the length of the first segment, the length of the fifth segment is equal to the length of the second segment, the length of the sixth segment is equal to the length of the third segment.
RU2010118705/28A 2010-05-11 2010-05-11 Detecting element of vibration gyroscope RU2423667C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118705/28A RU2423667C1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Detecting element of vibration gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010118705/28A RU2423667C1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Detecting element of vibration gyroscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2423667C1 true RU2423667C1 (en) 2011-07-10

Family

ID=44740404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010118705/28A RU2423667C1 (en) 2010-05-11 2010-05-11 Detecting element of vibration gyroscope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2423667C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5226321A (en) * 1990-05-18 1993-07-13 British Aerospace Public Limited Company Vibrating planar gyro
GB2322196A (en) * 1997-02-18 1998-08-19 British Aerospace A vibrating structure gyroscope
US6282958B1 (en) * 1998-08-11 2001-09-04 Bae Systems Plc Angular rate sensor
RU69986U1 (en) * 2006-05-16 2008-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ) MICROMECHANICAL SENSITIVE GYROSCOPE ELEMENT
RU2331845C1 (en) * 2007-02-21 2008-08-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Vibration gyroscope
WO2010007406A2 (en) * 2008-07-12 2010-01-21 Atlantic Inertial Systems Limited Improvements in or relating to vibrating structure gyroscopes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5226321A (en) * 1990-05-18 1993-07-13 British Aerospace Public Limited Company Vibrating planar gyro
GB2322196A (en) * 1997-02-18 1998-08-19 British Aerospace A vibrating structure gyroscope
US5932804A (en) * 1997-02-18 1999-08-03 British Aerospace Public Limited Company Vibrating structure gyroscope
US6282958B1 (en) * 1998-08-11 2001-09-04 Bae Systems Plc Angular rate sensor
RU69986U1 (en) * 2006-05-16 2008-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУВПО НГТУ) MICROMECHANICAL SENSITIVE GYROSCOPE ELEMENT
RU2331845C1 (en) * 2007-02-21 2008-08-20 Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" Vibration gyroscope
WO2010007406A2 (en) * 2008-07-12 2010-01-21 Atlantic Inertial Systems Limited Improvements in or relating to vibrating structure gyroscopes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104976995B (en) Become the nested ring type MEMS oscillation gyros of resonant ring wall thickness
US8549918B2 (en) Inertial sensors using piezoelectric transducers
US10746548B2 (en) Ring gyroscope structural features
US9568314B2 (en) Bell-shaped vibrator type angular rate gyro
JP6769517B2 (en) Piezo ring gyroscope
CN109839104B (en) Central axis symmetrical MEMS gyroscope with single chip and multiple sensitive units
US11326883B2 (en) Inertial sensing systems and methods of manufacturing the same
EA201491263A1 (en) MULTI-SEVERE MICROELECTRONIC INERTIAL SENSOR
FI126070B (en) Improved ring gyroscope structure and gyroscope
CN104990546B (en) Honeycomb Disc Vibrating Top
RU2016102336A (en) GAS TURBINE ENGINE COMPRESSOR STATOR SECTOR, GAS TURBINE ENGINE STATOR AND GAS TURBINE ENGINE CONTAINING THIS SECTOR
KR20040031088A (en) Vibratory gyroscopic rate sensor
CN112857350B (en) MEMS gyroscope
CN110672081A (en) A Large Capacitance Ring Resonant Micromachined Gyro
WO2022007039A1 (en) Gyroscope
US20140338449A1 (en) Fault detection using skewed transducers
US9671422B2 (en) Vibratory ring structure
RU2423667C1 (en) Detecting element of vibration gyroscope
JPWO2011013429A1 (en) Vibrating gyroscope using piezoelectric film
RU2423666C1 (en) Resonator for vibration gyroscope
CN113029121A (en) MEMS gyroscope
US11215455B2 (en) Piezoelectric ring gyroscope
RU2379630C1 (en) Sensitive element of angular speed sensor
RU2453812C1 (en) Integrated sensitive element of vibration gyroscope
KR20140128040A (en) Vibratory gyroscope by electrostatic field