陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ))、光電類陀螺儀(以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)),機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)):轉(zhuǎn)子式陀螺儀:滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等;新型振動(dòng)陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機(jī)電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測量運(yùn)載體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ));激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等;機(jī)電式:高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子,高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動(dòng)時(shí)間較長,且需要一定的預(yù)熱時(shí)間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號(hào)。陀螺儀的應(yīng)用范圍普遍,包括航空航天、導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航儀、無人機(jī)、汽車穩(wěn)定控制等領(lǐng)域。黑龍江慣導(dǎo)廠家
氦-氖環(huán)形激光陀螺儀,相比傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)子陀螺儀,主要優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械轉(zhuǎn)子,結(jié)構(gòu)簡單(少于20個(gè)部件),抗振動(dòng)性能好,啟動(dòng)快,可靠性高,數(shù)字輸出。此外,一些研究人員還提出用固態(tài)增益介質(zhì)替換氦-氖氣體,能夠使陀螺儀的工作壽命更長、成本更低和制造更簡單,這種陀螺也被稱為固態(tài)環(huán)形激光陀螺儀(固態(tài)RLG)。目前,基于氦-氖環(huán)形激光陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用在航空和航海導(dǎo)航、戰(zhàn)略導(dǎo)彈的導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制領(lǐng)域,成為主要的高性能陀螺儀之一。貴州軌檢測量陀螺儀陀螺儀具有高精度和快速響應(yīng)的特點(diǎn),可以提供準(zhǔn)確的角速度和角位移測量。
人們從兒童玩的地陀螺中早就發(fā)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺可以豎直不倒且保持與地面垂直,這就反映了陀螺的穩(wěn)定性。陀螺羅盤,供航行和飛行物體作方向基準(zhǔn)用的尋找并跟蹤地理子午面的三自由度陀螺儀。其外環(huán)軸鉛直,轉(zhuǎn)子軸水平置于子午面內(nèi),正端指北;其重心沿鉛垂軸向下或向上偏離支承中心。轉(zhuǎn)子軸偏離子午面時(shí)同時(shí)偏離水平面而產(chǎn)生重力矩使陀螺旋進(jìn)到子午面,這種利用重力矩的陀螺羅盤稱擺式羅盤。21世紀(jì)發(fā)展為利用自動(dòng)控制系統(tǒng)代替重力擺的電控陀螺羅盤,并創(chuàng)造出能同時(shí)指示水平面和子午面的平臺(tái)羅盤。
如果大家不理解,舉個(gè)例子,前面有一個(gè)大樓,用手機(jī)攝像頭對準(zhǔn)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(shí)間、現(xiàn)在的用途、可容納的人數(shù)等。陀螺儀較新技術(shù)簡介和發(fā)展趨勢,目前,陀螺儀技術(shù)正在由傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)子陀螺向以光學(xué)陀螺儀為表示的新型陀螺儀轉(zhuǎn)變,下面再簡要介紹幾種處在技術(shù)領(lǐng)域前沿的新型陀螺儀技術(shù),希望能夠幫助讀者開闊視野,了解到國外陀螺儀技術(shù)的較新發(fā)展。陀螺儀在科研領(lǐng)域也用于地質(zhì)勘探、結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,擴(kuò)展了其應(yīng)用邊界和功能。
速率陀螺儀,用以直接測定運(yùn)載器角速率的二自由度陀螺裝置。把均衡陀螺儀的外環(huán)固定在運(yùn)載器上并令內(nèi)環(huán)軸垂直于要測量角速率的軸。當(dāng)運(yùn)載器連同外環(huán)以角速度繞測量軸旋進(jìn)時(shí),陀螺力矩將迫使內(nèi)環(huán)連同轉(zhuǎn)子一起相對運(yùn)載器旋進(jìn)。陀螺儀中有彈簧限制這個(gè)相對旋進(jìn),而內(nèi)環(huán)的旋進(jìn)角正比于彈簧的變形量。由平衡時(shí)的內(nèi)環(huán)旋進(jìn)角即可求得陀螺力矩和運(yùn)載器的角速率。積分陀螺儀與速率陀螺儀的不同處只在于用線性阻尼器代替彈簧約束。當(dāng)運(yùn)載器作任意變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),積分陀螺儀的輸出量是繞測量軸的轉(zhuǎn)角(即角速度的積分)。以上兩種陀螺儀在遠(yuǎn)距離測量系統(tǒng)或自動(dòng)控制、慣性導(dǎo)航平臺(tái)中使用較多。陀螺儀可以用于航天器的姿態(tài)控制和軌道調(diào)整,提供準(zhǔn)確的航天數(shù)據(jù)。湖北慣導(dǎo)制造
陀螺儀在空間站、衛(wèi)星等航天器中,為姿態(tài)控制和軌道測量提供關(guān)鍵支持。黑龍江慣導(dǎo)廠家
另一個(gè)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(dòng),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(gè)內(nèi)部萬向節(jié)可以在兩個(gè)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(gè)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(gè)角度上自由旋轉(zhuǎn),其軸只有兩個(gè)。中心輪盤出入軸上所施加的力會(huì)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(yùn)行。如果車輪偏離垂直方向,使車輪頂部向左移動(dòng),車輪的前緣也會(huì)向左轉(zhuǎn)動(dòng)。換句話說,在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的輪盤的軸上的旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生第三個(gè)軸上的旋轉(zhuǎn)。黑龍江慣導(dǎo)廠家