陀螺儀作為慣性技術(shù)體系的重要一環(huán),是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的主要傳感器,其技術(shù)的更迭前進(jìn)與慣性技術(shù)的發(fā)展需求密不可分。轉(zhuǎn)子陀螺儀拉開了陀螺儀工程化應(yīng)用的序幕;光學(xué)陀螺儀具有里程碑的意義,在捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的成功應(yīng)用,大幅改善了陀螺儀精度與穩(wěn)定性、體積之間的矛盾;振動陀螺儀和原子陀螺儀等新型陀螺儀,在現(xiàn)階段展示出了巨大潛力,正處于高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)。陀螺儀技術(shù)對國家綜合定位、導(dǎo)航、授時(shí)體系的建設(shè)有著重要意義,未來將不斷向著高精度、高可靠性和小型化、低成本兩大方向邁進(jìn),對陀螺儀技術(shù)的持續(xù)探索研究,仍將是國內(nèi)外廣大科技工作者密切關(guān)注的焦點(diǎn)。在地面車輛導(dǎo)航、水下探測器以及工業(yè)機(jī)器人中,陀螺儀也發(fā)揮著重要作用,提供姿態(tài)感知和運(yùn)動控制支持。山西陀螺儀廠家

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(shí)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(shí),陀螺儀可根據(jù)已獲知的方位、方向和速度來繼續(xù)進(jìn)行精確導(dǎo)航,這也是慣性導(dǎo)航技術(shù)的基本原理。同時(shí)也可修正GPS信號不好時(shí)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(shí)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。浙江煤機(jī)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)陀螺儀在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用范圍普遍,如飛行器姿態(tài)控制、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等。

陀螺儀的基本部件有:(1) 陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)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(dá)、信號傳感器等)?;绢愋?,根據(jù)框架的數(shù)目和支承的形式以及附件的性質(zhì)決定陀螺儀的類型有:三自由度陀螺儀(具有內(nèi)、外兩個框架,使轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸具有兩個轉(zhuǎn)動自由度。在沒有任何力矩裝置時(shí),它就是一個自由陀螺儀)。二自由度陀螺儀(只有一個框架,使轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸具有一個轉(zhuǎn)動自由度)。
陀螺儀是什么:繞一個支點(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。 由蒼蠅后翅(退化為平衡棒)仿生得來。陀螺儀的原理: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),還繞著另一個固定的轉(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。激光陀螺儀因其高精度和長期穩(wěn)定性,在導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及科研實(shí)驗(yàn)中得到普遍應(yīng)用。

原子陀螺儀,由于各國的高度關(guān)注,原子陀螺儀技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展,已開始逐漸從實(shí)驗(yàn)室步入工程化并較終通往產(chǎn)業(yè)化。核磁共振陀螺儀具有體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等明顯特點(diǎn),與MEMS工藝技術(shù)相結(jié)合,有望實(shí)現(xiàn)芯片型慣性級陀螺儀,并以捷聯(lián)式方案應(yīng)用到微小型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、微小衛(wèi)星、小型飛行器和自主式水下航行器等裝備上。原子干涉陀螺儀具有超髙的理論精度,特別適合作為高精度平臺式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的傳感器,應(yīng)用到戰(zhàn)略武器裝備上,但目前來看,原子干涉陀螺儀距離較終產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍面臨許多技術(shù)困難,需要做好中長期的規(guī)劃部署。陀螺儀的工作原理是基于角動量守恒定律,即物體在沒有外力作用下,角動量保持不變。浙江煤機(jī)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
陀螺儀可以測量物體的旋轉(zhuǎn)速度和角度,從而幫助確定物體的方向和位置。山西陀螺儀廠家
我們以一個單軸偏航陀螺儀為例,探討較簡單的工作原理(圖1)。兩個正在運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動,如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個角速率,就會產(chǎn)生一個與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向垂直的科里奧利力,如圖中黃色箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移,位移大小與所施加的角速率大小成正比。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)部分的運(yùn)動電極(轉(zhuǎn)子)位于固定電極(定子)的側(cè)邊,上面的位移將會在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化,因此,在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個專門使用電路可以檢測的電參數(shù)。山西陀螺儀廠家
艾默優(yōu)ARHS系列陀螺儀的應(yīng)用領(lǐng)域:(一)船舶導(dǎo)航:在船舶導(dǎo)航領(lǐng)域,ARHS系列陀螺儀能夠?yàn)榇疤峁?.. [詳情]
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2026-01-09