陜西盾構(gòu)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

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(gè)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(gè)自由度。兩種陀螺儀均可敏感角速度，只不過陀螺儀進(jìn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，即相對(duì)慣性空間不變；當(dāng)且只當(dāng)y軸方向的角速度使的轉(zhuǎn)子在x軸方向進(jìn)動(dòng)，即相對(duì)于慣性空間運(yùn)動(dòng)。因此測(cè)量x軸的角速度即可測(cè)量載體在y軸的角速度?？傊瑔巫杂啥韧勇輧x可以敏感某一軸相對(duì)慣性空間的角速度。智能手機(jī)內(nèi)置陀螺儀，實(shí)現(xiàn)屏幕自動(dòng)旋轉(zhuǎn)與游戲體感操作。陜西盾構(gòu)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

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(duì)轉(zhuǎn)子形成靜電場(chǎng),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(shí)也能繞垂直于自轉(zhuǎn)軸的任何方向轉(zhuǎn)動(dòng)，故屬自由轉(zhuǎn)子陀螺儀類型。靜電場(chǎng)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(dá)10～10度/時(shí)。它不能承受較大的沖擊和振動(dòng)。它的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和制造工藝復(fù)雜，成本較高。陜西盾構(gòu)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)激光陀螺儀無活動(dòng)部件，通過光程差測(cè)量角速度更精確。

氦-氖環(huán)形激光陀螺儀，相比傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)子陀螺儀，主要優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械轉(zhuǎn)子，結(jié)構(gòu)簡單（少于20個(gè)部件），抗振動(dòng)性能好，啟動(dòng)快，可靠性高，數(shù)字輸出。此外，一些研究人員還提出用固態(tài)增益介質(zhì)替換氦-氖氣體，能夠使陀螺儀的工作壽命更長、成本更低和制造更簡單，這種陀螺也被稱為固態(tài)環(huán)形激光陀螺儀（固態(tài)RLG）。目前，基于氦-氖環(huán)形激光陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用在航空和航海導(dǎo)航、戰(zhàn)略導(dǎo)彈的導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制領(lǐng)域，成為主要的高性能陀螺儀之一。

陀螺儀的應(yīng)用和總結(jié)。陀螺儀陀螺儀是一種既古老而又很有生命力的儀器，從頭一臺(tái)真正實(shí)用的陀螺儀器問世以來已有大半個(gè)世紀(jì)，但直到現(xiàn)也，陀螺儀仍在吸引著人們對(duì)它進(jìn)行研究，這是由于它本身具有的特性所決定的。陀螺儀較主要的基本特性是它的穩(wěn)定性和進(jìn)動(dòng)性。人們從兒童玩的地陀螺中早就發(fā)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺可以豎直不倒而保持與地面垂直，這就反映了陀螺的穩(wěn)定性。研究陀螺儀運(yùn)動(dòng)特性的理論是繞定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體動(dòng)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(dòng)力學(xué)特性。陀螺儀在特種領(lǐng)域?qū)儆诿舾屑夹g(shù)，部分國家限制出口。

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(hào)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(hào)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(hào)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(cè)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(huì)出現(xiàn)小陳那樣的狀況，導(dǎo)航就無法辨識(shí)你車子的轉(zhuǎn)向，結(jié)果把方向?qū)уe(cuò)了。水下機(jī)器人借助陀螺儀保持深度與方向，探索深海。防爆型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)格

水下攝影設(shè)備靠陀螺儀防抖，捕捉清晰海底畫面。陜西盾構(gòu)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

隨著物理學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，陀螺儀的種類也日趨豐富，精度也在不斷提高。目前廣為人知的陀螺儀類型有光纖陀螺儀、激光陀螺儀和MEMS陀螺儀等。雖然MEMS陀螺儀在精度上可能不如光纖和激光陀螺儀，但其體積小、功耗低、成本低且易于批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，使其在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。MEMS陀螺儀的角速度測(cè)量原理基于一種非真實(shí)存在的力——科里奧利力。這種力是在非慣性參考系下引入的慣性力，引入之后便可以應(yīng)用牛頓經(jīng)典力學(xué)定律。我們假設(shè)一個(gè)黑色質(zhì)量塊以特定的速度V沿著一個(gè)方向移動(dòng)，當(dāng)外部角速率被施加時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)垂直于施加角速度方向的力，導(dǎo)致質(zhì)量塊發(fā)生位移。陜西盾構(gòu)導(dǎo)向慣性導(dǎo)航系統(tǒng)