自動化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

另一個內(nèi)部萬向節(jié)安裝在陀螺儀框架(外部萬向節(jié))中，以便圍繞其自身平面的軸方向進(jìn)行樞軸轉(zhuǎn)動，且該軸方向總是垂直于陀螺儀框架(外部萬向節(jié))的樞軸線。由此這個內(nèi)部萬向節(jié)可以在兩個角度上自由旋轉(zhuǎn)。中心輪盤的旋轉(zhuǎn)軸向就是旋轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子被限制為繞著一個總是垂直于內(nèi)部萬向節(jié)的軸方向上旋轉(zhuǎn)。所以轉(zhuǎn)子可以在三個角度上自由旋轉(zhuǎn)，其軸只有兩個。中心輪盤出入軸上所施加的力會通過輸出軸上的反作用力相應(yīng)反饋出來。通過自行車的前輪，就可以很容易理解這些陀螺儀的運行。如果車輪偏離垂直方向，使車輪頂部向左移動，車輪的前緣也會向左轉(zhuǎn)動。換句話說，在一個轉(zhuǎn)動的輪盤的軸上的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生第三個軸上的旋轉(zhuǎn)。陀螺儀可以用于醫(yī)療設(shè)備的姿態(tài)穩(wěn)定和運動追蹤，提高手術(shù)的精確性和安全性。自動化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

陀螺儀分為單自由度陀螺儀與雙自由度陀螺儀，雙自由度陀螺儀為陀螺轉(zhuǎn)子增加了兩個自由度，即為雙自由度陀螺儀。單自由度陀螺儀為陀螺轉(zhuǎn)子增加了一個自由度。兩種陀螺儀均可敏感角速度，只不過陀螺儀進(jìn)動性表現(xiàn)不同。下面以單自由度陀螺儀解釋陀螺儀敏感角速度原理。慣性器件：陀螺儀敏感角速度原理。單自由度陀螺儀內(nèi)部構(gòu)造。z軸為陀螺轉(zhuǎn)子主軸(虛線為陀螺轉(zhuǎn)子)；y軸為缺少自由度的軸，也為輸入軸；x軸為輸出軸。由上述分析可知，x,z方向的角速度并不能使轉(zhuǎn)子隨著基座運動，即相對慣性空間不變；當(dāng)且只當(dāng)y軸方向的角速度使的轉(zhuǎn)子在x軸方向進(jìn)動，即相對于慣性空間運動。因此測量x軸的角速度即可測量載體在y軸的角速度?？傊?，單自由度陀螺儀可以敏感某一軸相對慣性空間的角速度。自動化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)陀螺儀特點包括響應(yīng)速度快、精度高、不受外部環(huán)境影響等，能夠提供可靠的姿態(tài)控制和導(dǎo)航信息。

陀螺儀的作用，這陀螺儀和重力傳感器有什么區(qū)別呢？區(qū)別很多，但較大的區(qū)別就是重力傳感對于空間上的位移感受維較少，能做到6個方向的感應(yīng)就已經(jīng)很不錯了，而陀螺儀則是全方面的。這很重要，毫不夸張的說，這兩者不是一個級別上的產(chǎn)品。可能看到這里，大家還是會覺得有些迷惑，既然陀螺儀很厲害，那么它在手機上到底有什么用呢？我們不妨來看看。導(dǎo)航。陀螺儀自被發(fā)明開始，就用于導(dǎo)航，先是德國人將其應(yīng)用在V1、V2火箭上，因此，如果配合GPS，手機的導(dǎo)航能力將達(dá)到前所未有的水準(zhǔn)。實際上，目前很多專業(yè)手持式GPS上也裝了陀螺儀，如果手機上安裝了相應(yīng)的軟件，其導(dǎo)航能力絕不亞于目前很多船舶、飛機上用的導(dǎo)航儀。

高速轉(zhuǎn)動的剛體被大家稱為陀螺，利用支撐架增加一個或兩個自由度制作而成的陀螺儀具有特殊的性質(zhì)：定軸性、進(jìn)動性，利用這兩個性質(zhì)根據(jù)牛頓定律可以計算出某一方向的角速度。慣性器件一：陀螺儀敏感角速度原理-有駕定軸性：高速運轉(zhuǎn)的剛體在不受外力矩的作用下旋轉(zhuǎn)軸方向相對慣性空間不變。進(jìn)動性：陀螺儀轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動時，陀螺儀內(nèi)環(huán)軸方向受力后，陀螺主軸繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動；外環(huán)軸方向受力后，陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動。這與轉(zhuǎn)子靜止時不同。陀螺儀可以實現(xiàn)高精度的姿態(tài)控制，用于飛行器、導(dǎo)彈等的穩(wěn)定控制。

三軸陀螺儀主要用來測量無人機在飛行過程中俯仰角、橫滾角和偏航角的角速度，并根據(jù)角速度積分計算角度的改變。而一般采用雙軸傾角傳感器，與三軸陀螺儀構(gòu)成全姿態(tài)增穩(wěn)控制回路。陀螺儀測量得到的角速度信息用作增穩(wěn)反饋控制，使飛機操縱起來變的更“遲鈍”一些，從而利用傾角傳感器測得飛機橫滾角和俯仰角。然后將陀螺儀測得的角速率信息和傾角傳感器測得的姿態(tài)角進(jìn)行捷聯(lián)運算，得到融合后的姿態(tài)信息。這種較為復(fù)雜的捷聯(lián)算法，能夠使姿態(tài)精度得到很大提高。陀螺儀可以實現(xiàn)無需外部參考的導(dǎo)航，適用于各種環(huán)境和條件下的導(dǎo)航需求。高精度陀螺儀作用

機械式陀螺儀利用旋轉(zhuǎn)物體的穩(wěn)定性原理，通過檢測陀螺儀殼體的轉(zhuǎn)動角速度來確定方向。自動化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

測量的物理量:（1）角速度,測量的物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時的轉(zhuǎn)動角速度；（2）方向：俯仰角（pitch）：繞x軸旋轉(zhuǎn)；偏航角（yaw）：繞z軸旋轉(zhuǎn)；翻滾角（roll）：繞y軸旋轉(zhuǎn)；主要參數(shù)，通用參數(shù)（傳感器）；線性誤差：傳感器測量值與實際物理值之間的誤差；分辨率：可檢測到的較小物理量單位；采樣頻率：單位時間內(nèi)的采樣次數(shù)。陀螺儀重要參數(shù)：量程：為角速度單位（dps，degree per second）；靈敏度（刻度因子）：較小分辨的角速度；靈敏度初始誤差；靈敏度動態(tài)誤差；非線性度：滿量程的誤差；初始零漂；零漂溫度系數(shù)。自動化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)