010-13520102253
admin@bjimvel.com
研发历程
XW-BVG-240001Y高动态陀螺仪
向融合了半球谐振陀螺高稳定性与 MEMS 技术可规模化的优势，通过金属振子结构设计与配套电路、算法的协同优化，力求在保持高抗过载能力和大动态量程的同时，实现小型化、低功耗和工程可用性。
研发过程中，公司团队围绕振子结构、加工工艺、驱动检测机理及系统集成路径进行系统性探索，逐步形成了适用于高动态场景的金属微半球陀螺技术路线，为后续器件级、组件级及系统级产品的持续迭代奠定了坚实基础。
随着高端装备智能化、无人化和自主化水平的不断提升，惯性传感器作为姿态感知与运动测量的核心基础器件。在高速、高旋转、高过载、强瞬变等高动态工况中，传统惯性器件在量程、稳定性、抗冲击能力以及环境适应性等方面逐渐暴露出瓶颈，难以满足新一代工程装备和特种应用的实际需求。
从产业现状来看，国内中低端惯性器件已基本实现规模化应用，但在高动态、高可靠等级陀螺仪领域，长期依赖进口方案，核心器件受制于人。现有 MEMS 陀螺在极端动态条件下易出现饱和、失稳和精度退化问题，而光纤等高端陀螺虽性能优异，但体积大、成本高、难以芯片化和规模化应用，制约了其在工程装备、小型化平台及新兴应用场景中的推广。
在这一背景下，公司依托长期积累的高动态惯性导航技术基础，聚焦“高动态、芯片化、国产化、可工程化”的实际需求，启动了金属微半球陀螺的自主研发工作。致力于开发适应极端、恶劣条件的金属微半球陀螺芯片，解决高旋、高速、高瞬变、高过载场景下运动体的姿态、位置测量难题。该方
研发团队
技术根基：源自高动态导航技术北京市重点实验室的长期积累
公司核心技术团队源自北京信息科技大学“高动态导航技术北京市重点实验室”。实验室长期从事高动态惯性导航与传感器技术研究，在高过载、高旋转速率、强冲击等复杂工况下的惯性测量技术方面具有深厚积累。依托实验室十余年的持续研究基础，公司得以在成立之初即具备系统化、高起点的技术能力，为高动态陀螺等核心产品研发提供了坚实的理论与工程支撑。
核心团队：长期深耕惯性器件的工程化专家
团队技术成员人均拥有 15 年以上惯性器件研发经验，覆盖传感器原理设计、精密制造、系统集成及工程化应用等关键环节。核心技术人员长期从事惯性传感器研发，其主导研发的加速度计产品在国内率先解决了远火所需大过载加计需求，已持续服务军队二十余年，并成功实现海外销售，具备成熟的工程化与规模化应用经验。合作实验室自 2020 年以来，相关产品累计销售额超过 15 亿元，近年保持年均约 1 亿元的稳定销售规模，充分验证了技术路线的工程可靠性与市场认可度。
技术成果：国内领先、国际一流水平
依托稳定的研发团队与持续投入，合作实验室在国内率先系统开展高动态陀螺相关研究工作，经过十余年的技术积累与多轮迭代，样机性能已达到国际一流水准。团队累计获得授权发明专利 78 项，并拥有 1 项美国专利；在学术研究方面，发表 ESI 全球前 0.1% 高被引论文 1 篇、前 1% 高被引论文 1 篇。相关研究成果多次获得国家级和省部级科技奖励，充分体现了团队在惯性技术领域的持续创新能力和行业影响力。
代表性科研奖励
国家技术发明奖二等奖2项(2/6，2/6)
国家科技进步奖二等奖1项(3/9)
国防技术发明一等奖1项(2/6)、二等奖2项(5/6, 7/9)
北京市科学技术奖二等奖2项(1/10，2/10)、三等奖1项(1/6)
中国专利优秀奖1项(1/5)
吴文俊人工智能科技奖2项(均排名1)
技术探索与原理验证阶段
• 高动态导航技术北京市重点实验室重点聚焦钟形陀螺技术路线
• 面向高动态、高过载应用需求进行系统对比
• 完成钟形振子原理验证与性能评估
• 明确早期方案在稳定性与量程拓展方面的提升空间
工程化与芯片化路径优化阶段
• 系统推进陀螺芯片化实现路径研究
• 针对高过载应用需求，完善振子材料与结构方案的优化选择
• 完善精密加工与表面处理工艺方案
• 提升振子加工一致性与工程可实现性技术演进与研发历程
技术探索与原理验证阶段
• 确定抗过载能力优于半球振子的金属钟形振子方案
• 实现大量程：±7200°/s
• 抗过载能力：18000 g
• 稳定性指标：7.862°/h，时偏约 7°
• 整体性能水平接近当前工程化产品
工程化定型与芯片化发展阶段
• 通过航天科技集团十六所测试
• 品质因数超过多家实验室石英半球振子水平
• 量程：4000°/s
• 零偏稳定性：≤20°/h
• 2000°/s时标度因数非线性300ppm
• 已完成两轮芯片流片
• 已提交 2 项专利，另有 1 项正在撰写关键技术攻关与迭代优化
一、技术起点：面向高动态环境应用的陀螺技术探索（2010）
2010 年前后，随着高旋转速率、高过载冲击等极端工况应用需求的逐步显现，国内高校开始系统开展高动态陀螺相关技术研究工作。其中，北京理工大学和北京信息科技大学率先开展振动陀螺方向研究，形成了各具特色的技术探索路径。北京理工大学重点围绕杯型、复合型及半球型振子结构开展研究，而北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室则结合高动态应用需求，选择了钟形振子陀螺技术路线作为重点研究方向。
围绕不同振子结构的动态性能特点，北信科团队从动态量程、抗过载能力、稳定性等多个维度开展了系统对比与分析。研究结果表明，钟形振子在结构强度和高过载适应能力方面具有明显优势，更适合高动态、高冲击应用场景。基于上述认识，团队逐步确立了以钟形陀螺为核心的技术探索方向，并完成了相关原理分析与初步验证工作，为后续关键技术突破奠定了基础。
二、技术突破：金属钟形陀螺关键性能实现（2016）
在完成原理验证的基础上，研发工作于 2016 年进入关键技术攻关阶段。团队选用抗过载能力较强金属钟形振子方案，围绕振子结构、电路系统等开展协同优化设计。
通过对振子几何结构与材料特性的系统优化，陀螺成功实现了 ±7200°/s 的大动态量程，显著拓展了可测角速度范围。在结构可靠性方面，相关样机在测试中验证了 18000 g 的抗过载能力，体现出优异的高冲击适应性。在精度性能方面，样机稳定性指标达到 7.862°/h，时偏约 7°，整体性能水平已接近当前工程化产品指标。
三、工程定型：芯片化陀螺样机与测试验证（2024 至今）
进入 2024 年以来，研发工作全面迈入工程化定型与芯片化发展阶段。围绕芯片化金属微结构陀螺，团队完成了整体系统架构设计，并开展样机研制与测试验证工作。
相关样机通过航天科技集团第十六研究所测试，其品质因数达到并超过多家实验室内石英半球振子水平。Q 值作为衡量振子光滑度和对称性的关键指标，其显著提升表明该陀螺具备良好的精度发展潜力。在当前阶段，样机量程达到 4000°/s，零偏稳定性优于 20°/h，在 2000°/s 工况下标度因数非线性控制在 300 ppm 以内，整体性能指标稳定可控。
与此同时，团队已完成两轮芯片流片工作，并围绕核心结构与关键技术提交了多项专利，为产品的持续迭代与工程化应用提供了完整的技术和知识产权保障。
四、持续迭代：面向应用的长期技术演进
在完成芯片化样机定型的基础上，公司将持续围绕高动态应用需求，推进陀螺产品在性能、可靠性和工程适用性方面的进一步优化。未来研发工作将重点面向典型应用场景，不断完善参数指标与系统集成能力，推动产品向系列化、规模化方向发展，为高端装备和复杂环境应用提供稳定、可靠的惯性测量解决方案。
|
|