陀螺儀的發(fā)展歷程:機(jī)械式 → 小型芯片狀。1850年,法國物理學(xué)家,萊昂·傅科,發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動中的轉(zhuǎn)子由于慣性作用,其旋轉(zhuǎn)軸永遠(yuǎn)指向固定方向,故用希臘字gyro(旋轉(zhuǎn))和skopein(看)來命名這種設(shè)備,即陀螺儀(gyro scope),并利用陀螺儀驗(yàn)證了地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動。1908年,德國科學(xué)家,赫爾曼·安許茨·肯普費(fèi),設(shè)計(jì)一種單轉(zhuǎn)子擺式陀螺,該系統(tǒng)可以憑借重力力矩自動尋找方向,解決了艦船導(dǎo)航的問題。二戰(zhàn)期間,德國,利用陀螺儀,為V-2火箭裝備了慣性制導(dǎo)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)陀螺儀技術(shù)在導(dǎo)彈制導(dǎo)領(lǐng)域的初次應(yīng)用。使用陀螺儀確定方向和角速度,使用加速度計(jì)計(jì)算加速度,計(jì)算得出飛彈飛行的距離與路線,同時(shí)控制飛行姿態(tài),以爭取讓飛彈落到想去的地方在無人機(jī)領(lǐng)域,陀螺儀是實(shí)現(xiàn)自主飛行、精確懸停等功能的關(guān)鍵傳感器。慣導(dǎo)行價(jià)

陀螺儀的基本特性:定軸性、進(jìn)動性.(1)定軸性,當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)時(shí),在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時(shí),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(gè)固定的方向;同時(shí)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(jìn)動性,當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),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(jìn)動性。高精度陀螺儀哪家好不同類型的陀螺儀具有不同的測量精度和適用范圍,可根據(jù)需求選擇合適的型號進(jìn)行應(yīng)用。

陀螺穩(wěn)定器,穩(wěn)定船體的陀螺裝置。20世紀(jì)初使用的施利克被動式穩(wěn)定器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)裝在船上的大型二自由度重力陀螺儀,其轉(zhuǎn)子軸鉛直放置,框架軸平行于船的橫軸。當(dāng)船體側(cè)搖時(shí),陀螺力矩迫使框架攜帶轉(zhuǎn)子一起相對于船體旋進(jìn)。這種搖擺式旋進(jìn)引起另一個(gè)陀螺力矩,對船體產(chǎn)生穩(wěn)定作用。斯佩里主動式穩(wěn)定器是在上述裝置的基礎(chǔ)上增加一個(gè)小型操縱陀螺儀,其轉(zhuǎn)子沿船橫軸放置。一旦船體側(cè)傾,小陀螺沿其鉛直軸旋進(jìn),從而使主陀螺儀框架軸上的控制馬達(dá)及時(shí)開動,在該軸上施加與原陀螺力矩方向相同的主動力矩,借以加強(qiáng)框架的旋進(jìn)和由此旋進(jìn)產(chǎn)生的對船體的穩(wěn)定作用。
陀螺儀的基本構(gòu)成(以機(jī)械式陀螺儀為例):(1)轉(zhuǎn)子:常使用電機(jī)(比如同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等)驅(qū)動陀螺轉(zhuǎn)子繞其自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn),并使其轉(zhuǎn)速近似保持為常值;(2)自轉(zhuǎn)軸;(3)萬向坐標(biāo)系(內(nèi)、外環(huán)):使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動自由度;(4)力矩馬達(dá)、信號傳感器等。使用陀螺儀/利用陀螺儀原理的產(chǎn)品/設(shè)備,慣性導(dǎo)航儀、體感設(shè)備(Joycon/wii等)、智能手機(jī)、穿戴設(shè)備(智能手表/手環(huán))、飛行器/無人機(jī)、電子攝影設(shè)備、穩(wěn)定器、AR/VR、機(jī)器人、游戲控制器/游戲手柄、自行車(輪子轉(zhuǎn)的越快越不容易倒)。陀螺儀具有高精度和快速響應(yīng)的特點(diǎn),可以提供準(zhǔn)確的角速度和角位移測量。

那么,陀螺儀到底有什么用呢?接下來,我們將分點(diǎn)探討陀螺儀的多種應(yīng)用及其重要性。一、導(dǎo)航定位,陀螺儀在導(dǎo)航定位領(lǐng)域的應(yīng)用較為普遍。無論是飛機(jī)、船舶還是汽車,陀螺儀都能提供精確的航向信息。它通過測量物體相對于慣性空間的角速度,進(jìn)而推算出物體的航向和姿態(tài)。在衛(wèi)星導(dǎo)航信號受到干擾或遮擋的情況下,陀螺儀能夠作為備用導(dǎo)航手段,確保導(dǎo)航的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。二、穩(wěn)定控制,陀螺儀在穩(wěn)定控制方面也發(fā)揮著重要作用。在攝影設(shè)備中,陀螺儀能夠感知并補(bǔ)償手抖等微小振動,使拍攝畫面更加穩(wěn)定。在無人機(jī)、導(dǎo)彈等高速運(yùn)動物體中,陀螺儀則用于實(shí)現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定,確保飛行或打擊的精確性。陀螺儀通過實(shí)時(shí)監(jiān)測角速度和方向變化,為航空航天等領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的導(dǎo)航和控制支持。甘肅煤機(jī)導(dǎo)向陀螺儀
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。慣導(dǎo)行價(jià)
研究陀螺儀運(yùn)動特性的理論是繞定點(diǎn)運(yùn)動剛體動力學(xué)的一個(gè)分支,它以物體的慣性為基礎(chǔ),研究旋轉(zhuǎn)物體的動力學(xué)特性。陀螺垂直儀,利用擺式敏感元件對三自由度陀螺儀施加修正力矩以指示地垂線的儀表,又稱陀螺水平儀。陀螺儀的殼體利用隨動系統(tǒng)跟蹤轉(zhuǎn)子軸位置,當(dāng)轉(zhuǎn)子軸偏離地垂線時(shí),固定在殼體上的擺式敏感元件輸出信號使力矩器產(chǎn)生修正力矩,轉(zhuǎn)子軸在力矩作用下旋進(jìn)回到地垂線位置。陀螺垂直儀是除陀螺擺以外應(yīng)用于航空和航海導(dǎo)航系統(tǒng)的又一種地垂線指示或量測儀表。慣導(dǎo)行價(jià)
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