三軸陀螺儀主要用來測量無人機在飛行過程中俯仰角、橫滾角和偏航角的角速度,并根據角速度積分計算角度的改變。而一般采用雙軸傾角傳感器,與三軸陀螺儀構成全姿態增穩控制回路。陀螺儀測量得到的角速度信息用作增穩反饋控制,使飛機操縱起來變的更“遲鈍”一些,從而利用傾角傳感器測得飛機橫滾角和俯仰角。然后將陀螺儀測得的角速率信息和傾角傳感器測得的姿態角進行捷聯運算,得到融合后的姿態信息。這種較為復雜的捷聯算法,能夠使姿態精度得到很大提高。陀螺儀的發展推動了慣性導航和航空航天技術的進步,提高了導航精度和安全性。重慶航姿儀市價
陀螺儀的基本部件有:(1) 陀螺轉子(常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉,并見其轉速近似為常值)(2) 內、外框架(或稱內、外環,它是使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度的結構)(3) 附件(是指力矩馬達、信號傳感器等)。基本類型,根據框架的數目和支承的形式以及附件的性質決定陀螺儀的類型有:三自由度陀螺儀(具有內、外兩個框架,使轉子自轉軸具有兩個轉動自由度。在沒有任何力矩裝置時,它就是一個自由陀螺儀)。二自由度陀螺儀(只有一個框架,使轉子自轉軸具有一個轉動自由度)。安徽軌檢測量慣導船舶導航系統中,陀螺儀可提供精確的方向信息,幫助船舶避開暗礁和淺灘。
人們從兒童玩的地陀螺中早就發現高速旋轉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定性。陀螺羅盤,供航行和飛行物體作方向基準用的尋找并跟蹤地理子午面的三自由度陀螺儀。其外環軸鉛直,轉子軸水平置于子午面內,正端指北;其重心沿鉛垂軸向下或向上偏離支承中心。轉子軸偏離子午面時同時偏離水平面而產生重力矩使陀螺旋進到子午面,這種利用重力矩的陀螺羅盤稱擺式羅盤。21世紀發展為利用自動控制系統代替重力擺的電控陀螺羅盤,并創造出能同時指示水平面和子午面的平臺羅盤。
普遍使用的MEMS陀螺(微機械)可應用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫學、環境監控等領域。并且MEMS陀螺相比傳統的陀螺有明顯的優勢:1.體積小、重量輕。適合于對安裝空間和重量要求苛刻的場合,例如彈載測量等。2.低成本。3.高可靠性。內部無轉動部件,全固態裝置,抗大過載沖擊,工作壽命長。4.低功耗。5.大量程。適于高轉速大g值的場合。6.易于數字化、智能化。可數字輸出,溫度補償,零位校正等。從力學的觀點近似的分析陀螺的運動時,可以把它看成是一個剛體,剛體上有一個萬向支點,而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉動,所以陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉動運動。機械式陀螺儀利用旋轉物體的穩定性原理,通過檢測陀螺儀殼體的轉動角速度來確定方向。
到了第二次世界大戰,各個國家都玩命的制造新式武器,德國人搞了飛彈去炸英國,這是這里導彈的雛形。從德國飛到英國,千里迢迢怎么讓飛彈能飛到,還能落到目標呢?于是,德國人搞出來慣性制導系統。慣性制導系統采用用陀螺儀確定方向和角速度,用加速度計測試加速度,然后通過數學計算,就可以算出飛彈飛行的距離和路線,然后控制飛行姿態,爭取讓飛彈落到想去的地方。不過那時候計算機也好,儀器也好,精度都是不太夠的,所以德國的飛彈偏差很大,想要炸倫敦,結果炸得到處都是,頗讓英國人恐慌了一陣。陀螺儀可以用于機器人的姿態控制和運動規劃,提高機器人的靈活性和精確性。云南慣導制造
陀螺儀在航空航天領域中,可以用于飛行器的姿態控制和導航定位。重慶航姿儀市價
由于光纖陀螺儀具有結構緊湊,靈敏度高,工作可靠等等優點,所以目前光纖陀螺儀在很多的領域已經完全取代了機械式的傳統的陀螺儀,成為現代導航儀器中的關鍵部件。同時,激光陀螺儀也有突破,它通過光程差來測量旋轉角速度,優點和光纖陀螺儀差不多,但成本高一些。而我們現在智能手機上采用的陀螺儀是MEMS(微機電)陀螺儀,它精度并不如前面說到的光纖和激光陀螺儀,需要參考其他傳感器的數據才能實現功能,但其體積小、功耗低、易于數字化和智能化,特別是成本低,易于批量生產,非常適合手機、汽車牽引控制系統、醫療器材這些需要大規模生產的設備。重慶航姿儀市價