上海軌檢測(cè)量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

陀螺儀是將一個(gè)中心輪盤(pán)安裝在兩個(gè)或三個(gè)萬(wàn)向節(jié)上的裝置。這些萬(wàn)向節(jié)通過(guò)樞軸支撐可以使這個(gè)中心輪盤(pán)繞單個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。如果三個(gè)萬(wàn)向節(jié)為一組，且每一個(gè)都通過(guò)正交的樞軸安裝在另一個(gè)上，就可以使安裝在較內(nèi)萬(wàn)向節(jié)上的中心輪盤(pán)具有其自身的單獨(dú)方向，區(qū)別于其支架在空間中的方位。若是兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)為一組，做為該陀螺儀的框架的外部萬(wàn)向節(jié)，被安裝成可以繞自身支架所在平面內(nèi)的軸方向進(jìn)行樞軸旋轉(zhuǎn)。所以這個(gè)外部萬(wàn)向節(jié)只可以在一個(gè)角度上自由旋轉(zhuǎn)。陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和無(wú)人駕駛技術(shù)，提供準(zhǔn)確的定位和導(dǎo)航功能。上海軌檢測(cè)量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

光纖陀螺儀的原理是利用光程的變化檢測(cè)出兩條光路的相位差，就可以測(cè)出光路旋轉(zhuǎn)角速度，主要用于航空，航海，航天和國(guó)家防護(hù)工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。微機(jī)電陀螺儀MEMS一般會(huì)用在手機(jī)等電子產(chǎn)品上，通常有兩個(gè)方向的可移動(dòng)電容板，徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體做徑向運(yùn)動(dòng)，橫向的電容板測(cè)量由于橫向運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的電容變化，所以由電容的變化可以計(jì)算出角速度。所以，陀螺儀不光是用在手機(jī)里那么簡(jiǎn)單，大到航海，航空和航天，導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器，國(guó)家防護(hù)等領(lǐng)域，并且地面設(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探都離不開(kāi)它。在生活中汽車導(dǎo)行，手機(jī)，環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域都需要陀螺儀的參與。自動(dòng)化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)陀螺儀可以測(cè)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。

激光陀螺儀，它的結(jié)構(gòu)原理與上面幾種陀螺儀完全不同。激光陀螺實(shí)際上是一種環(huán)形激光器，沒(méi)有高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子，但它利用激光技術(shù)測(cè)量物體相對(duì)于慣性空間的角速度，具有速率陀螺儀的功能。激光陀螺儀的結(jié)構(gòu)和工作是：用熱膨脹系數(shù)極小的材料制成三角形空腔。在空腔的各頂點(diǎn)分別安裝三塊反射鏡，形成閉合光路。腔體被抽成真空，充以氦氖氣，并裝設(shè)電極，形成激光發(fā)生器。激光發(fā)生器產(chǎn)生兩束射向相反的激光。當(dāng)環(huán)形激光器處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩束激光繞行一周的光程相等，因而頻率相同，兩個(gè)頻率之差(頻差)為零，干涉條紋為零。當(dāng)環(huán)形激光器繞垂直于閉合光路平面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致的那束光的光程延長(zhǎng)，波長(zhǎng)增大，頻率降低；另一束光則相反，因而出現(xiàn)頻差，形成干涉條紋。單位時(shí)間的干涉條紋數(shù)正比于轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。激光陀螺的漂移率低達(dá)0.1～0.01度/時(shí)，可靠性高，不受線加速度等的影響，已在飛行器的慣性導(dǎo)航中得到應(yīng)用，是很有發(fā)展前途的新型陀螺儀。

陀螺儀，是一種用來(lái)感測(cè)與維持方向的裝置，基于「角動(dòng)量守恒」的理論設(shè)計(jì)出來(lái)的。陀螺儀主要是由一個(gè)位于軸心可以旋轉(zhuǎn)的輪子構(gòu)成，陀螺儀一旦開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，由于輪子的「角動(dòng)量」，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀多用于導(dǎo)航、定位等系統(tǒng)，1850 年法國(guó)的物理學(xué)家 J.Foucault 為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子，由于「慣性」作用它的旋轉(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(lái)命名這種儀表。激光陀螺儀因其高精度和長(zhǎng)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。

陀螺儀在手機(jī)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、可以和手機(jī)上的攝像頭配合使用。比如防抖，在拍照時(shí)的維持圖像的穩(wěn)定，防止由于手的抖動(dòng)對(duì)拍照質(zhì)量的影響。在按下快門時(shí)，記錄手的抖動(dòng)動(dòng)作，將手的抖動(dòng)反饋給圖像處理器，可以讓手機(jī)捕捉到更清晰穩(wěn)定的畫(huà)面。2、各類游戲的傳感器。比如飛行游戲，體育類游戲，甚至包括一些頭一視角類射擊游戲，陀螺儀完整監(jiān)測(cè)游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。有關(guān)這點(diǎn)，想必用過(guò)任天堂WII的網(wǎng)友會(huì)有很深的感受。陀螺儀的主要作用是測(cè)量和維持物體的角速度和姿態(tài)，為導(dǎo)航、制導(dǎo)等領(lǐng)域提供支持。上海軌檢測(cè)量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

未來(lái)，陀螺儀將進(jìn)一步融合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更智能、更高效的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。上海軌檢測(cè)量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

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(dòng)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(wàn)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(dòng)自由度；（4）力矩馬達(dá)、信號(hào)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(wú)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）。上海軌檢測(cè)量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)