人們利用陀螺的力學性質所制成的各種功能的陀螺裝置稱為陀螺儀(gyroscope),它在航海、航天、特種等各個領域有著普遍的應用。比如:回轉羅盤、定向指示儀、炮彈的翻轉、陀螺的章動等。陀螺儀的種類很多,按用途來分,它可以分為傳感陀螺儀和指示陀螺儀。傳感陀螺儀用于飛行體運動的自動控制系統中,作為水平、垂直、俯仰、航向和角速度傳感器。指示陀螺儀主要用于飛行狀態的指示,作為駕駛和領航儀表使用。陀螺儀還可分為壓電陀螺儀,微機械陀螺儀,光纖陀螺儀和激光陀螺儀,它們都是電子式的,并且它們可以和加速度計,磁阻芯片,GPS,做成慣性導航控制系統。機械式陀螺儀的結構簡單,制造成本低,但精度相對較低,適用于中低精度場合。四川航姿儀定制價格
作為穩定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風浪中的搖擺,能使安裝在飛機或衛星上的照相機相對地面穩定等等。作為精密測試儀器,陀螺儀器能夠為地面設施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導彈發射井等提供準確的方位基準。陀螺儀器的應用范圍是相當普遍的,它在現代化的國家防護建設和國民經濟建設中均占重要的地位。基本上陀螺儀是一種機械裝置,其主要部分是一個繞旋轉軸以極高角速度旋轉的轉子,轉子裝在一支架內;在通過轉子中心軸XX1上加一內環架,那么陀螺儀就可環繞平面兩軸作自由運動;然后,在內環架外加上一外環架,則這個陀螺儀有兩個平衡環,可以環繞平面 [2]三軸作自由運動,成為一個完整的太空陀螺儀(space gyro)。深圳慣性導航系統生產廠家陀螺儀是一種用于測量和檢測物體角速度和角位移的儀器。
垂直陀螺儀整個裝置內部分為上下兩部分,上半艙容納陀螺儀的機電設備,下半艙則包含了所有的系統電子器件。上半艙的基本部件主要由陀螺轉子、常平架、角度傳感器、力矩器四個部分構成。(1)陀螺轉子:常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機、無刷直流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉,并使其轉速近似為常值。(2) 常平架:陀螺儀的內、外框架,或稱內、外環,它是使陀螺自轉軸獲得所需轉動自由度的結構,同時也是支撐整個陀螺儀運轉的機械結構。(3) 角度傳感器 :用來測量陀螺儀內外環以及框架轉軸之間的轉動角度,此角度就是測量的飛機的姿態角。通常,陀螺系統中有兩組角度傳感器,一組安裝在框架上,一組安裝在外環相應的支撐結構上。(4) 力矩器:用來為主軸位置的修正提供修正力矩補償。在陀螺系統中,一般有兩組修正力矩器,分別安裝在框架和外環支撐殼體上。
陀螺儀在現代科技中扮演著不可或缺的角色。從導航定位到穩定控制,從虛擬現實到科學研究,陀螺儀的應用范圍普遍且重要。隨著科技的不斷發展,陀螺儀的性能和應用也將得到進一步提升和拓展。慣性導航系統就是陀螺儀的一種應用。例如,哈勃望遠鏡,或用在水下潛艇的鋼制船體內。由于陀螺儀所具有的精度,其也被用于維護隧道采礦方向的回轉經緯儀。[4] 陀螺儀還可用于制作陀螺羅盤,用以補充或替代普通載具、船舶、飛機或空間飛船中使用的磁羅盤,或者輔助自行車、摩托車和船舶的穩定性,同時也可以用作慣性導航系統的一部分。微機電陀螺儀在智能手機等電子消費品中很受歡迎。陀螺儀可以用于火箭和導彈的制導系統,提供準確的導航和定位功能。
當陀螺儀應用到車載導航上,便大幅度提升了導航的精確度,它的作用體現在:1、陀螺儀能在GPS信號不好時能繼續發揮導航的作用并修正GPS定位不準的問題,在GPS信號不好時,陀螺儀可根據已獲知的方位、方向和速度來繼續進行精確導航,這也是慣性導航技術的基本原理。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提供更靈敏準確的方向和速度,GPS是無法即時發現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,因此當你車子在非導航情況下轉變了方向后,就會出現小陳那樣的狀況,導航就無法辨識你車子的轉向,結果把方向導錯了。新型MEMS陀螺儀因其小型化、低成本和低功耗特點,逐漸取代傳統陀螺儀在消費電子產品中的應用。深圳慣性導航系統生產廠家
通過陀螺儀和GPS的組合使用,可以實現更精確的位置和姿態信息,普遍用于航空、汽車導航系統等領域。四川航姿儀定制價格
陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個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。繞一個支點高速轉動的剛體稱為陀螺(top)。通常所說的陀螺是特指對稱陀螺,它是一個質量均勻分布的、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,陀螺會在不停自轉的同時,環繞著另一個固定的轉軸不停地旋轉,這就是陀螺的旋進(precession),又稱為回轉效應(gyroscopic effect)。陀螺旋進是日常生活中常見的現象,許多人小時候都玩過的陀螺就是一例。四川航姿儀定制價格