Resumen

La naturaleza ha desarrollado un hermoso diseño de giroscopios vibratorios a pequeña escala en forma de halterios situados en la región del metatórax de las moscas dípteras que detectan las rotaciones del cuerpo basándose en el principio de Coriolis. El diseño específico del halterio contrasta con los giroscopios vibratorios MEMS existentes, en los que las vigas elásticas que soportan la masa de prueba suelen estar diseñadas con secciones transversales simétricas para que haya una coincidencia de modos entre las vibraciones de accionamiento y de detección. La coincidencia de modos proporciona una alta sensibilidad y un bajo ancho de banda. Por lo tanto, el objetivo del manuscrito es entender el significado mecánico de la asimetría del halterio. En este estudio, se estima la fuerza de Coriolis distribuida y el correspondiente esfuerzo de flexión incorporando las variaciones de masa reales a lo largo de la longitud del halterio. Además, se plantea la hipótesis de que la sensilla percibe la velocidad de rotación en función de la deformación diferencial (diferencia entre la deformación final (deformación debida a las fuerzas de inercia y de Coriolis) y la deformación de referencia (deformación debida a la fuerza de inercia)). Esta deformación diferencial se produce siempre en la superficie dorsal o ventral del halterio y a una distancia de la base, donde se encuentran las sensilas campaniformes. Este estudio pone de manifiesto una característica específica -la geometría asimétrica de la estructura del halterio- que no se encuentra en los diseños actuales de giroscopios vibratorios. Este hallazgo inspirará nuevos diseños de giroscopios MEMS que tengan la elegancia y la sencillez del halterio junto con el rendimiento deseado.

• Materias:Algoritmos genéticos Ingeniería biomédica Biomecánica Modelo Matemático Prótesis Extremidades (Cuerpo Humano)
• Subjects:Genetic algorithms Biomedical engineering Biomechanics Mathematical model Prostheses Limbs (Human Body)
• Palabras claves:Adaptación de modos, deformación diferencial, diseño de giroscopio vibratorio, velocidad de rotación, diseño de mem, variación de masa real, fuerza de coriolis distribuida, giroscopio vibratorio de mem, forma de cabestro, fuerza de coriolis
• Keywords:mode matching, differential strain, vibratory gyroscope design, rate of rotation, design of mem, actual mass variation, distributed coriolis force, mem vibratory gyroscope, form of halter, coriolis force