陀螺儀是智能手機(jī)不可或缺的一個(gè)重要部件,沒有陀螺儀,那么智能手機(jī)的多數(shù)功能基本無法實(shí)現(xiàn),因?yàn)楹芏喙δ芏夹枰_了解手機(jī)的具體姿態(tài)。雖說手機(jī)少不了陀螺儀,但怎么看,我們的手機(jī)里都不像是裝備了這個(gè)東西,因?yàn)槭謾C(jī)內(nèi)部的空間實(shí)在是有限,似乎沒有安裝這個(gè)東西的地方。事實(shí)上如果我們將手機(jī)拆開,確實(shí)也看不到陀螺儀,這是怎么回事呢?手機(jī)中的確安裝有陀螺儀,但是手機(jī)中的陀螺儀與剛才我們所講的陀螺儀并不相同,它雖然也叫做陀螺儀,但與陀螺就沒有什么關(guān)系了,從外觀上來看,它就是一個(gè)邊長(zhǎng)只有幾毫米的黑色小方塊。陀螺儀的主要作用是測(cè)量和維持物體的角速度和姿態(tài),為導(dǎo)航、制導(dǎo)等領(lǐng)域提供支持。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家
慣性導(dǎo)航原理,慣性導(dǎo)航利用陀螺儀和加速度計(jì)測(cè)量載體在慣性參考系下的角速度和加速度,并對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分、運(yùn)算得到速度和相對(duì)位置,且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中,這樣結(jié)合較初的位置信息,就可以得到載體現(xiàn)在所處的位置。陀螺儀是一種穩(wěn)定平衡裝置,在航空,航海,手機(jī),汽車等產(chǎn)業(yè)上有普遍應(yīng)用,可以讓裝備陀螺儀的設(shè)備在運(yùn)動(dòng)過程中保持平衡穩(wěn)定,并提供準(zhǔn)確的方位,水平,加速度,速度等信息。水平陀螺儀指示水平方向,給飛行器的航向角修正提供信息。陀螺羅經(jīng)是一種依靠陀螺儀指示真北的裝置。它利用地球自轉(zhuǎn)角速度和重力力矩的綜合作用,能夠使自轉(zhuǎn)軸自動(dòng)尋找真北,而不需要依靠地磁場(chǎng)。現(xiàn)在也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。由此可見,陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)普遍的,它在現(xiàn)代化的國(guó)家防護(hù)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均占重要的地位。北京陀螺儀市價(jià)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)設(shè)備中,陀螺儀用于捕捉用戶頭部運(yùn)動(dòng),提供沉浸式體驗(yàn)。
它主要特點(diǎn):1、體積小、重量輕,其邊長(zhǎng)都小于1mm,器件主要的重量只為1.2mg。2、成本低。3、可靠性好,工作壽命超過10萬小時(shí),能承受1000g的沖擊。4、測(cè)量范圍大。一百多年以前,萊昂·傅科發(fā)明陀螺儀是為了科學(xué)研究。如今,這個(gè)小東西卻讓我們的生活有了翻天覆地的改變。陀螺儀器不只可以作為指示儀表,而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件,即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要,陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào),以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行,而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。
單自由度陀螺儀給陀螺增加了一個(gè)自由度,共有兩個(gè)自由度。單自由度陀螺儀模型如圖3所示,x、y、z分別為陀螺儀的三個(gè)周,x方向沒有自由度。轉(zhuǎn)子飛速轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)量H沿z軸方向。當(dāng)基座繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)或y軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于內(nèi)框架具有隔離運(yùn)動(dòng)作用,轉(zhuǎn)子不會(huì)隨著基座的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)基座繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),內(nèi)框架軸有一對(duì)力F作用在內(nèi)框架軸的兩端,形成力矩M_x,方向沿x軸方向。由于陀螺儀沒有該方向的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,力矩M_x使陀螺儀繞內(nèi)框架進(jìn)動(dòng),沿y軸方向。總之,單自由度陀螺儀可敏感缺少自由度方向的角速度。機(jī)械式陀螺儀利用旋轉(zhuǎn)物體的穩(wěn)定性原理,通過檢測(cè)陀螺儀殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度來確定方向。
陀螺儀讓飛行員感覺較明顯的是降落的時(shí)候,而較需要陀螺儀幫助的也是飛機(jī)的降落。因?yàn)榻德涞娘w機(jī)由于速度較慢,臨近失速點(diǎn),這時(shí)更容易受風(fēng)的影響而導(dǎo)致機(jī)翼上下晃動(dòng),這時(shí)就要不斷的用手指去調(diào)整飛機(jī)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(shí)修正過多,飛機(jī)就會(huì)產(chǎn)生更大的晃動(dòng),很容易進(jìn)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(jī)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(jī)回平,這個(gè)過程發(fā)生的很快,以至于你都可能看不到機(jī)翼下壓就已經(jīng)被陀螺儀修正了。所以你將會(huì)看到飛機(jī)總是非常平穩(wěn)的保持水平不變而逐步下降高度,對(duì)飛行員有很大的幫助。陀螺儀的發(fā)展推動(dòng)了慣性導(dǎo)航和航空航天技術(shù)的進(jìn)步,提高了導(dǎo)航精度和安全性。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家
陀螺儀的工作原理基于角動(dòng)量守恒定律,通過測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件的慣性變化來計(jì)算物體的角度和方向。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家
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(shí)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(jìn)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(yuǎn)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(hù)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(bǔ)充或替代普通載具、船舶、飛機(jī)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(shí)也可以用作慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分。微機(jī)電陀螺儀在智能手機(jī)等電子消費(fèi)品中很受歡迎。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家