誰能講講陀螺儀的原理?機(jī)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(dá)和信號傳感器等組件,一個(gè)完整的陀螺儀就誕生了。機(jī)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(jìn)動性兩大特性來進(jìn)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(shí),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(gè)固定的方向。(2)進(jìn)動性則表現(xiàn)為當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),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(jī)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(jì)算出飛行路線,從而進(jìn)行姿態(tài)控制。手機(jī)陀螺儀就是把機(jī)械陀螺儀縮小了裝在手機(jī)主板上的,其實(shí)我也是這么想的,但永遠(yuǎn)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(jī)電陀螺儀,雖然還叫陀螺儀,但其原理跟機(jī)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(shí)針方向和反時(shí)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(hù)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(gè)或二個(gè)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(gè)支點(diǎn)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(gè)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(shí),環(huán)繞著另一個(gè)固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn),這就是陀螺的旋進(jìn)(precession),又稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)(gyroscopic effect)。陀螺旋進(jìn)是日常生活中常見的現(xiàn)象,許多人小時(shí)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(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。陀螺儀在游戲機(jī)、遙控器等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用,為用戶帶來更加豐富的操作體驗(yàn)。
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,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)就會產(chǎn)生更大的晃動,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,對飛行員有很大的幫助。智能手機(jī)中的陀螺儀可實(shí)現(xiàn)屏幕自動旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動傳感器等功能。煤機(jī)導(dǎo)向慣導(dǎo)規(guī)格
陀螺儀可以用于運(yùn)動追蹤和姿態(tài)識別,如體育訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。福建抗電磁慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
下面重點(diǎn)說說。陀螺儀可以幫助手機(jī)實(shí)現(xiàn)很多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的功能。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是近期才冒出的概念,和虛擬現(xiàn)實(shí)一樣,是計(jì)算機(jī)的一種應(yīng)用。大意是可以通過手機(jī)或者電腦的處理能力,讓人們對現(xiàn)實(shí)中的一些物體有跟深入的了解。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)等等。福建抗電磁慣性導(dǎo)航系統(tǒng)