陀螺儀的作用,這陀螺儀和重力傳感器有什么區(qū)別呢?區(qū)別很多,但較大的區(qū)別就是重力傳感對(duì)于空間上的位移感受維較少,能做到6個(gè)方向的感應(yīng)就已經(jīng)很不錯(cuò)了,而陀螺儀則是全方面的。這很重要,毫不夸張的說,這兩者不是一個(gè)級(jí)別上的產(chǎn)品??赡芸吹竭@里,大家還是會(huì)覺得有些迷惑,既然陀螺儀很厲害,那么它在手機(jī)上到底有什么用呢?我們不妨來看看。導(dǎo)航。陀螺儀自被發(fā)明開始,就用于導(dǎo)航,先是德國人將其應(yīng)用在V1、V2火箭上,因此,如果配合GPS,手機(jī)的導(dǎo)航能力將達(dá)到前所未有的水準(zhǔn)。實(shí)際上,目前很多專業(yè)手持式GPS上也裝了陀螺儀,如果手機(jī)上安裝了相應(yīng)的軟件,其導(dǎo)航能力絕不亞于目前很多船舶、飛機(jī)上用的導(dǎo)航儀。陀螺儀的作用是提供準(zhǔn)確的方向和位置信息,用于導(dǎo)航、航空航天、慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)制造
但通常多按陀螺儀中所采用的支承方式分類:滾珠軸承自由陀螺儀,它是經(jīng)典的陀螺儀。利用滾珠軸承支承是應(yīng)用較早、較普遍的支承方式。滾珠軸承靠直接接觸,摩擦力矩大,陀螺儀的精度不高,漂移率為每小時(shí)幾度,但工作可靠,迄今還用在精度要求不高的場(chǎng)合。一個(gè)自由轉(zhuǎn)子陀螺儀(雙自由度陀螺儀)靠?jī)?nèi)環(huán)軸和外環(huán)軸角度傳感元件可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)姿態(tài)角。液浮陀螺儀,又稱浮子陀螺。內(nèi)框架(內(nèi)環(huán))和轉(zhuǎn)子形成密封球形或圓柱形的浮子組件。轉(zhuǎn)子在浮子組件內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),在浮子組件與殼體間充以浮液,用以產(chǎn)生所需要的浮力和阻尼。浮力與浮子組件的重量相等者,稱為全浮陀螺;浮力小于浮子組件重量者稱為半浮陀螺。航姿儀制造通過陀螺儀和GPS的組合使用,可以實(shí)現(xiàn)更精確的位置和姿態(tài)信息,普遍用于航空、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域。
陀螺儀在無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)是其較主要的組成部分之一,而姿態(tài)的穩(wěn)定控制,則是對(duì)無人機(jī)順利執(zhí)行各項(xiàng)任務(wù)的有效方法。在目前的無人機(jī)實(shí)際制造與應(yīng)用中,有的無人機(jī)產(chǎn)品是基于三軸陀螺儀和傾角傳感器,來構(gòu)成全姿態(tài)增穩(wěn)控制系統(tǒng)的。無人機(jī)姿態(tài)增穩(wěn)控制屬于內(nèi)回路控制,它包括姿態(tài)保持與控制、速度控制等模式。內(nèi)回路控制是在以三軸陀螺儀和傾角傳感器獲取無人機(jī)飛行姿態(tài)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)升降舵、方向舵的控制,完成飛行姿態(tài)的穩(wěn)定與控制。
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(dòng)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(dòng)自由度的結(jié)構(gòu))(3) 附件(是指力矩馬達(dá)、信號(hào)傳感器等)。基本類型,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(gè)框架,使轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。在沒有任何力矩裝置時(shí),它就是一個(gè)自由陀螺儀)。二自由度陀螺儀(只有一個(gè)框架,使轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)。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。
其穩(wěn)定性隨以下的物理量而改變:1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大,穩(wěn)定性愈好;2、轉(zhuǎn)子角速度愈大,穩(wěn)定性愈好。所謂的“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”,是描述剛體在轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性大小的物理量。當(dāng)以相同的力矩分別作用于兩個(gè)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同剛體時(shí),它們所獲得的角速度一般是不一樣的,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的剛體所獲得的角速度小,也就是保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的慣性大;反之,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的剛體所獲得的角速度大,也就是保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的慣性小。進(jìn)動(dòng)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(dòng);若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸,陀螺儀將繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)性。進(jìn)動(dòng)性的大小有三個(gè)影響的因素:1、外界作用力愈大,其進(jìn)動(dòng)角速度也愈大;2、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大,進(jìn)動(dòng)角速度愈小;3、轉(zhuǎn)子的角速度愈大,進(jìn)動(dòng)角速度愈小。陀螺儀工作原理基于角動(dòng)量守恒定律,旋轉(zhuǎn)物體在無外力矩作用時(shí),旋轉(zhuǎn)軸保持穩(wěn)定。船用陀螺儀市價(jià)
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。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)制造
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。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)制造