誰能講講陀螺儀的原理?機械轉(zhuǎn)子式陀螺儀的主要構(gòu)造是高速旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子和陀螺主軸。通過在陀螺主軸上安裝內(nèi)環(huán)架,即可構(gòu)成單自由度陀螺儀(總共兩自由度)。若再在外環(huán)架之外添加一環(huán),則形成雙自由度陀螺儀(共有三自由度)。再輔以驅(qū)動陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的力矩馬達和信號傳感器等組件,一個完整的陀螺儀就誕生了。機械轉(zhuǎn)子陀螺儀主要依賴角動量守恒定律中的定軸性和進動性兩大特性來進行角速度測量。(1)定軸性指的是陀螺轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)且沒有外力作用時,其自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中會保持穩(wěn)定不變的指向,即始終指向一個固定的方向。(2)進動性則表現(xiàn)為當陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時,若外力矩作用于外環(huán)軸,陀螺主軸將繞內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動;若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸,陀螺主軸將繞外環(huán)轉(zhuǎn)動。這種轉(zhuǎn)動角速度的方向與外力矩的作用方向是相互垂直的。光纖陀螺儀利用光纖環(huán)路的Sagnac效應(yīng),通過檢測相位差來獲得角速度信息。福建抗電磁慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
各種陀螺儀的應(yīng)用:陀螺儀發(fā)明后首先應(yīng)用在飛機上,后來又被用在導(dǎo)彈上,采用陀螺儀確定方向和角度,就可計算出飛行路線,從而進行姿態(tài)控制。手機陀螺儀就是把機械陀螺儀縮小了裝在手機主板上的,其實我也是這么想的,但永遠不要低估科技的力量,現(xiàn)在都發(fā)展到有激光陀螺儀,光纖陀螺儀,以及微機電陀螺儀,雖然還叫陀螺儀,但其原理跟機械陀螺儀完全不一樣,激光陀螺儀的原理是利用光程差來測量旋轉(zhuǎn)角速度,在閉合光路中,由同一光源發(fā)出的沿順時針方向和反時針方向傳輸?shù)膬墒夂凸飧缮?,利用檢測相位差或干涉條紋的變化,就可以測出閉合光路旋轉(zhuǎn)角速度。主要用于航空,航天,國家防護等檔次高領(lǐng)域。河南慣性導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)汽車行業(yè)中,陀螺儀可用于車輛穩(wěn)定性控制、導(dǎo)航系統(tǒng)等,提高駕駛安全性。
陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角速度檢測裝置。利用其他原理制成的角速度檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。繞一個支點高速轉(zhuǎn)動的剛體稱為陀螺(top)。通常所說的陀螺是特指對稱陀螺,它是一個質(zhì)量均勻分布的、具有軸對稱形狀的剛體,其幾何對稱軸就是它的自轉(zhuǎn)軸。在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下,陀螺會在不停自轉(zhuǎn)的同時,環(huán)繞著另一個固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn),這就是陀螺的旋進(precession),又稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)(gyroscopic effect)。陀螺旋進是日常生活中常見的現(xiàn)象,許多人小時候都玩過的陀螺就是一例。
陀螺儀在現(xiàn)代科技中扮演著不可或缺的角色。從導(dǎo)航定位到穩(wěn)定控制,從虛擬現(xiàn)實到科學(xué)研究,陀螺儀的應(yīng)用范圍普遍且重要。隨著科技的不斷發(fā)展,陀螺儀的性能和應(yīng)用也將得到進一步提升和拓展。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)就是陀螺儀的一種應(yīng)用。例如,哈勃望遠鏡,或用在水下潛艇的鋼制船體內(nèi)。由于陀螺儀所具有的精度,其也被用于維護隧道采礦方向的回轉(zhuǎn)經(jīng)緯儀。[4] 陀螺儀還可用于制作陀螺羅盤,用以補充或替代普通載具、船舶、飛機或空間飛船中使用的磁羅盤,或者輔助自行車、摩托車和船舶的穩(wěn)定性,同時也可以用作慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。微機電陀螺儀在智能手機等電子消費品中很受歡迎。陀螺儀在游戲機、遙控器等消費電子產(chǎn)品中的應(yīng)用,為用戶帶來更加豐富的操作體驗。
陀螺儀讓飛行員感覺較明顯的是降落的時候,而較需要陀螺儀幫助的也是飛機的降落。因為降落的飛機由于速度較慢,臨近失速點,這時更容易受風(fēng)的影響而導(dǎo)致機翼上下晃動,這時就要不斷的用手指去調(diào)整飛機姿態(tài)使其保持水平不變而逐步下降高度,很多新手飛行員有時修正過多,飛機就會產(chǎn)生更大的晃動,很容易進入失速而導(dǎo)致降落失敗。但是如果將陀螺儀打開增穩(wěn)狀態(tài),由于陀螺儀的傳感器非常敏感,機翼稍微有輕微下壓,陀螺儀立即發(fā)出指令讓打副翼讓飛機回平,這個過程發(fā)生的很快,以至于你都可能看不到機翼下壓就已經(jīng)被陀螺儀修正了。所以你將會看到飛機總是非常平穩(wěn)的保持水平不變而逐步下降高度,對飛行員有很大的幫助。智能手機中的陀螺儀可實現(xiàn)屏幕自動旋轉(zhuǎn)、運動傳感器等功能。煤機導(dǎo)向慣導(dǎo)規(guī)格
陀螺儀可以用于運動追蹤和姿態(tài)識別,如體育訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域。福建抗電磁慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
下面重點說說。陀螺儀可以幫助手機實現(xiàn)很多增強現(xiàn)實的功能。增強現(xiàn)實是近期才冒出的概念,和虛擬現(xiàn)實一樣,是計算機的一種應(yīng)用。大意是可以通過手機或者電腦的處理能力,讓人們對現(xiàn)實中的一些物體有跟深入的了解。如果大家不理解,舉個例子,前面有一個大樓,用手機攝像頭對準它,馬上就可以在屏幕上得到這座大樓的相關(guān)參數(shù),比如樓的高度,寬度,海拔,如果連接到數(shù)據(jù)庫,甚至可以得到這座大廈的物主、建設(shè)時間、現(xiàn)在的用途、可容納的人數(shù)等等。福建抗電磁慣性導(dǎo)航系統(tǒng)