陀螺儀的基本部件包括:1、陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn),并見其轉(zhuǎn)速近似為常值)。2、內(nèi)、外框架(或稱內(nèi)、外環(huán),它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動自由度的結(jié)構(gòu))。3、附件(是指力矩馬達、信號傳感器等)。陀螺儀的兩個重要特性,陀螺儀有兩個非常重要的基本特性:一為定軸性,另一是進動性,這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。定軸性,當陀螺轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)時,在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時,陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中的指向保持穩(wěn)定不變,即指向一個固定的方向;同時反抗任何改變轉(zhuǎn)子軸向的力量。這種物理現(xiàn)象稱為陀螺儀的定軸性或穩(wěn)定性。陀螺儀作為現(xiàn)代導航和控制技術中的重要組成部分,為多個領域的精確測量和定位提供了不可或缺的支持。遼寧航姿儀定制價格
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)。安徽航姿儀哪家好陀螺儀可以用于智能手機和游戲設備的姿態(tài)感應和運動控制,提供更好的用戶體驗。
換句話說,平臺開發(fā)商可利用較新的MEMS技術,將慣性傳感器與較傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)配合使用,能夠在衛(wèi)星信號很弱的高樓林立的市區(qū)或根本沒有信號的室內(nèi)或地鐵環(huán)境中提供導航服務。在不久的將來,準確的方位信息與服務廠商提供的附加中間數(shù)據(jù)將會整合在一起,并顯示在用戶的手機顯示屏幕上,這種定位關聯(lián)服務將會為手機用戶帶來好處,例如,手機用戶可以獲得位于某一個購物中心內(nèi)的所有商鋪的準確信息,找到想要購買的產(chǎn)品的方位提示,接收根據(jù)用戶興趣訂制的商品特價和打折信息。
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;當且只當y軸方向的角速度使的轉(zhuǎn)子在x軸方向進動,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。陀螺儀分為機械式、激光式和光纖式三大類,各自具有獨特的優(yōu)勢和局限性。
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。分類上,陀螺儀可以分為機械陀螺儀和光學陀螺儀兩種。安徽航姿儀哪家好
陀螺儀可以用于地理測量和地圖制作,提供準確的地理信息。遼寧航姿儀定制價格
下面,我們以單自由度陀螺儀為例,來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示,其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個軸。假設基座被固定在汽車上,y軸即為汽車的前進方向。當汽車繞y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時,內(nèi)環(huán)起到了隔離運動的作用,陀螺轉(zhuǎn)軸并不會隨汽車轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。但當汽車繞x軸轉(zhuǎn)動時,內(nèi)環(huán)上會產(chǎn)生一對力F,形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉(zhuǎn)動自由度,力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進動。因此,通過測量y軸的角速度,我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動量矩定理,這里不再詳細展開。遼寧航姿儀定制價格