硅微机电陀螺是一种具有广泛应用前景的微小型陀螺仪,它利用硅微机械加工技术制造而成的,以哥式效应为理论基础。因为成本低、体积小和适应能力强,硅微机电陀螺能广泛应用于很多领域,例如航空航天、船舶、武器以及一些民用领域。一般硅微机电陀螺与被测载体采用刚性固联的形式,被测载体运动过程中感受的低频振动、过载冲击等力学特性都将直接被硅微机电陀螺所敏感到,导致在恶劣的力学环境中陀螺发生失效或测量误差增大,影响测量精度和测量结果。当较大的冲击力施加在陀螺上时,如果微结构中的应力超过硅材料的强度极限,结构会发生疲劳或断裂,导致陀螺失效。本文以一种音叉式硅微机电陀螺为研究对象,从陀螺敏感微结构、陀螺机电系统两方面分析其冲击特性。首先给出了音叉式硅微机电陀螺的总体方案,说明其基本工作原理,运用动力学知识推导陀螺结构在驱动方向和检测方向的运动方程,根据陀螺机电系统的组成和原理,分析系统关键环节的数学模型。其次,针对音叉式硅微机电陀螺的主要组成部分,即敏感微结构和机电控制系统,分别从这两方面进行冲击特性分析。在敏感微结构方面,分析了可动质量块运动特性,仿真分析在x、y、z方向承受20000g冲击下的结构位移情况,根据不同方向不同情况采取相应的措施进行抗冲击设计,使其能在20000g冲击下正常工作。在机电控制系统方面,设计控制参数,运用闭环控制原理研究整个系统的冲击特性,通过建模仿真得到陀螺机电系统冲击响应特性,确定陀螺机电系统能承受的最大冲击值。最后,对音叉式硅微机电陀螺进行了主要技术指标测试,并进行陀螺敏感微结构和陀螺机电系统相关冲击试验,验证理论分析与试验结果的一致性。本论文通过在微敏感结构和机电控制系统的抗冲击分析和设计,提高了音叉式硅微机电陀螺的抗冲击性能,提高了音叉式硅微机电陀螺的工程化水平,希望最终能够满足当前应用的需求。