河南慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠家精選

陀螺儀的分類：按照原理，可以分為機(jī)電式陀螺儀（以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)）、光電類陀螺儀（以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)），機(jī)電式陀螺儀（以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)）：轉(zhuǎn)子式陀螺儀：滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等；新型振動(dòng)陀螺儀：音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機(jī)電陀螺（MEMS）等；光電類陀螺儀（以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測量運(yùn)載體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)）；激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等；機(jī)電式：高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子，高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡，容易受到加速度的影響；啟動(dòng)時(shí)間較長，且需要一定的預(yù)熱時(shí)間；MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理，將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號(hào)。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(dòng)控制支持。河南慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠家精選

1850年法國物理學(xué)家萊昂·傅科（J.Foucault）為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)中地的轉(zhuǎn)子（rotor），由于具有慣性，它的旋轉(zhuǎn)軸永遠(yuǎn)指向一固定方向，他用希臘字 gyro（旋轉(zhuǎn)）和skopein（看）兩字合為gyro scopei 一字來命名這種儀表。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)在，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。高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用陀螺儀可以用于醫(yī)療設(shè)備的姿態(tài)穩(wěn)定和運(yùn)動(dòng)追蹤，提高手術(shù)的精確性和安全性。

下面，我們以單自由度陀螺儀為例，來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示，其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個(gè)軸。假設(shè)基座被固定在汽車上，y軸即為汽車的前進(jìn)方向。當(dāng)汽車?yán)@y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)環(huán)起到了隔離運(yùn)動(dòng)的作用，陀螺轉(zhuǎn)軸并不會(huì)隨汽車轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。但當(dāng)汽車?yán)@x軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)環(huán)上會(huì)產(chǎn)生一對(duì)力F，形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進(jìn)動(dòng)。因此，通過測量y軸的角速度，我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動(dòng)量矩定理，這里不再詳細(xì)展開。

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(dòng)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(duì)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(duì)船體產(chǎn)生穩(wěn)定作用。斯佩里主動(dòng)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(dòng)，在該軸上施加與原陀螺力矩方向相同的主動(dòng)力矩，借以加強(qiáng)框架的旋進(jìn)和由此旋進(jìn)產(chǎn)生的對(duì)船體的穩(wěn)定作用。陀螺儀作為現(xiàn)代導(dǎo)航和控制技術(shù)中的重要組成部分，為多個(gè)領(lǐng)域的精確測量和定位提供了不可或缺的支持。

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且保持與地面垂直，這就反映了陀螺的穩(wěn)定性。陀螺羅盤，供航行和飛行物體作方向基準(zhǔn)用的尋找并跟蹤地理子午面的三自由度陀螺儀。其外環(huán)軸鉛直，轉(zhuǎn)子軸水平置于子午面內(nèi)，正端指北；其重心沿鉛垂軸向下或向上偏離支承中心。轉(zhuǎn)子軸偏離子午面時(shí)同時(shí)偏離水平面而產(chǎn)生重力矩使陀螺旋進(jìn)到子午面，這種利用重力矩的陀螺羅盤稱擺式羅盤。21世紀(jì)發(fā)展為利用自動(dòng)控制系統(tǒng)代替重力擺的電控陀螺羅盤，并創(chuàng)造出能同時(shí)指示水平面和子午面的平臺(tái)羅盤。陀螺儀的測量數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性和連續(xù)性，為動(dòng)態(tài)環(huán)境下的控制提供可靠依據(jù)。安徽慣性導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)

陀螺儀可以用于航天器的姿態(tài)控制和軌道調(diào)整，提供準(zhǔn)確的航天數(shù)據(jù)。河南慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠家精選

陀螺儀器較早是用于航海導(dǎo)航，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它在航空和航天事業(yè)中也得到普遍的應(yīng)用。陀螺儀器不只可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件，即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào)，以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行，而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測火箭等航行體的制導(dǎo)中，則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。河南慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠家精選