陀螺儀的基本特性:定軸性、進動性.(1)定軸性,當(dāng)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。(2)進動性,當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時,若外力矩作用于外環(huán)軸,陀螺儀將繞內(nèi)環(huán)軸轉(zhuǎn)動;若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸,陀螺儀將繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動。其轉(zhuǎn)動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性,叫做陀螺儀的進動性。陀螺儀利用陀螺效應(yīng),即旋轉(zhuǎn)物體的角動量會保持不變,來測量物體的旋轉(zhuǎn)??拐饝T導(dǎo)定制
當(dāng)陀螺儀應(yīng)用到車載導(dǎo)航上它的作用體現(xiàn)在:陀螺儀在上立交橋時更靈敏準(zhǔn)確的識別,民用GPS的精度是無法識別上沒上立交橋的,而陀螺儀卻可測出車子是否向上移動了,從而能讓導(dǎo)航軟件及時的修改導(dǎo)航路線。依靠GPS衛(wèi)星的信號導(dǎo)航和陀螺儀的慣性導(dǎo)航,有效提高了導(dǎo)航精確度,即使在失去GPS信號后,系統(tǒng)仍能通過自主推算來繼續(xù)導(dǎo)航,為車主提供準(zhǔn)確的行駛指示。且而陀螺儀能夠在方向和速度改變的瞬間即時測出,從而能讓導(dǎo)航軟件及時的修改導(dǎo)航路線。上海高精度慣導(dǎo)未來,隨著人工智能和自動駕駛技術(shù)的發(fā)展,陀螺儀將繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用,支持智能交通和自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)。
靜電陀螺儀又稱電浮陀螺。在金屬球形空心轉(zhuǎn)子的周圍裝有均勻分布的高壓電極,對轉(zhuǎn)子形成靜電場,用靜電力支承高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。這種方式屬于球形支承,轉(zhuǎn)子不只能繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),同時也能繞垂直于自轉(zhuǎn)軸的任何方向轉(zhuǎn)動,故屬自由轉(zhuǎn)子陀螺儀類型。靜電場只有吸力,轉(zhuǎn)子離電極越近吸力就越大,這就使轉(zhuǎn)子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。用一套支承電路改變轉(zhuǎn)子所受的力,可使轉(zhuǎn)子保持在中心位置。靜電陀螺儀采用非接觸支承,不存在摩擦,所以精度很高,漂移率低達10~10度/時。它不能承受較大的沖擊和振動。它的缺點是結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜,成本較高。
當(dāng)陀螺儀應(yīng)用到車載導(dǎo)航上,便大幅度提升了導(dǎo)航的精確度,它的作用體現(xiàn)在:1、陀螺儀能在GPS信號不好時能繼續(xù)發(fā)揮導(dǎo)航的作用并修正GPS定位不準(zhǔn)的問題,在GPS信號不好時,陀螺儀可根據(jù)已獲知的方位、方向和速度來繼續(xù)進行精確導(dǎo)航,這也是慣性導(dǎo)航技術(shù)的基本原理。同時也可修正GPS信號不好時定位偏差過大的問題。2、陀螺儀能比GPS提供更靈敏準(zhǔn)確的方向和速度,GPS是無法即時發(fā)現(xiàn)車子速度和方向的改變的,要等跑了一段距離之后才能測出,因此當(dāng)你車子在非導(dǎo)航情況下轉(zhuǎn)變了方向后,就會出現(xiàn)小陳那樣的狀況,導(dǎo)航就無法辨識你車子的轉(zhuǎn)向,結(jié)果把方向?qū)уe了。陀螺儀可以用于醫(yī)療設(shè)備的姿態(tài)穩(wěn)定和運動追蹤,提高手術(shù)的精確性和安全性。
作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺,能使安裝在飛機或衛(wèi)星上的照相機相對地面穩(wěn)定等等。作為精密測試儀器,陀螺儀器能夠為地面設(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。陀螺儀在生活和特種領(lǐng)域都有重要作用。小到手機,大到衛(wèi)星,都能見到它的身影。飛行器姿態(tài)控制是陀螺特性的重要應(yīng)用,是定軸性的體現(xiàn)。垂直陀螺儀給飛行器建立地垂線基準(zhǔn),道理很簡單,飛行器在空中飛行過程中,不管姿態(tài)如何改變,垂直陀螺儀始終指向垂直方向不變,從而提供有關(guān)姿態(tài)角的信息。當(dāng)然,由于陀螺自身漂移和環(huán)境變化,需要修正裝置隨時校準(zhǔn)修正。陀螺儀可以實現(xiàn)實時測量和反饋,用于實時控制和調(diào)整物體的姿態(tài)和位置。浙江煤機導(dǎo)向慣導(dǎo)
陀螺儀的作用主要在于測量和記錄物體的角速度和方向變化,是導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中不可或缺的部分??拐饝T導(dǎo)定制
陀螺儀在手機中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面:1、可以用作輸入設(shè)備。陀螺儀相當(dāng)于一個立體的鼠標(biāo),這個功能和第三大用途中的游戲傳感器很類似,甚至可以認(rèn)為是一種類型。通過小幅度的傾斜,偏轉(zhuǎn)手機,實現(xiàn)菜單,目錄的選擇和操作的執(zhí)行。(比如前后傾斜手機,實現(xiàn)通訊錄條目的上下滾動;左右傾斜手機,實現(xiàn)瀏覽頁面的左右移動或者頁面的放大或縮小。2、也是未來較有前景和應(yīng)用范圍的用途。那就是可以幫助手機實現(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)實中的一些物體有更深入的了解。抗震慣導(dǎo)定制