为了改善陀螺的支承系统,减少支承摩擦力矩以提高陀螺的综合性能,提出采用超声近场悬浮作用来提供浮子式陀螺的支承,分别构造了圆筒和圆盘式振动结构来提供足够的超声辐射,由此形成的近场声辐射压力对圆筒型浮子组件进行支撑和定位。其中,圆筒型定子的驻波振动诱发声辐射力提供沿浮子径向的悬浮支承,圆盘式端盖的驻波振动提供沿浮子轴向的定位支撑,可在圆筒式浮子与筒式定子和端盖之间的间隙中形成振动的挤压气膜,由此产生的分布式声辐射压力可为悬浮物提供稳定的支撑。首先,阐释了超声悬浮式陀螺的工作机理和结构组成,对圆筒和圆盘式定子进行了结构动力学分析和设计;其次,针对振动结构开展了多物理场耦合分析,研究了悬浮特性的影响因素;最后,加工制造了样机,搭建了实验平台并测试了其悬浮特性能力。结果表明,采用近场声悬浮机理的超声悬浮陀螺定子完全能够悬浮起要求的浮子。