它主要特點:1、體積小、重量輕,其邊長都小于1mm,器件主要的重量只為1.2mg。2、成本低。3、可靠性好,工作壽命超過10萬小時,能承受1000g的沖擊。4、測量范圍大。一百多年以前,萊昂·傅科發明陀螺儀是為了科學研究。如今,這個小東西卻讓我們的生活有了翻天覆地的改變。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控制系統中的一個敏感元件,即可作為信號傳感器。根據需要,陀螺儀器能提供準確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號,以便駕駛員或用自動導航儀來控制飛機、艦船或航天飛機等航行體按一定的航線飛行,而在導彈、衛星運載器或空間探測火箭等航行體的制導中,則直接利用這些信號完成航行體的姿態控制和軌道控制。在無人機領域,陀螺儀是實現自主飛行、精確懸停等功能的關鍵傳感器。湖北煤機導向航姿儀
當陀螺儀應用到車載導航上,便大幅度提升了導航的精確度,它的作用體現在:1、陀螺儀能在GPS信號不好時能繼續發揮導航的作用并修正GPS定位不準的問題,在GPS信號不好時,陀螺儀可根據已獲知的方位、方向和速度來繼續進行精確導航,這也是慣性導航技術的基本原理。同時也可修正GPS信號不好時定位偏差過大的問題。2、陀螺儀能比GPS提供更靈敏準確的方向和速度,GPS是無法即時發現車子速度和方向的改變的,要等跑了一段距離之后才能測出,因此當你車子在非導航情況下轉變了方向后,就會出現小陳那樣的狀況,導航就無法辨識你車子的轉向,結果把方向導錯了。防爆型陀螺儀批發價格現代陀螺儀采用微電子技術,實現小型化、集成化和智能化,提高系統性能。
陀螺儀的應用場景,慣性導航,在航空航天事業中普遍應用,配合GPS提高導航精度(感知方向/速度的改變),已知起始位置/朝向,將每個時刻的運動方向與朝向,通過積分運算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態計算,體感操作(和平精英)、手勢控制(Smart Car教育機器人)、空間音頻(Airpods)、頭部追蹤(VR/AR頭顯)、飛控(無人機)、穩定(穩定器)。手機應用:計步、攝像頭防抖、橫豎屏感應切換、抬屏顯示、360°視圖顯示(可以根據手機的方位與角度查看不同視角,eg.星空APP)、搖一搖
陀螺儀的基本構成(以機械式陀螺儀為例):(1)轉子:常使用電機(比如同步電機、磁滯電機、三相交流電機等)驅動陀螺轉子繞其自轉軸高速旋轉,并使其轉速近似保持為常值;(2)自轉軸;(3)萬向坐標系(內、外環):使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度;(4)力矩馬達、信號傳感器等。使用陀螺儀/利用陀螺儀原理的產品/設備,慣性導航儀、體感設備(Joycon/wii等)、智能手機、穿戴設備(智能手表/手環)、飛行器/無人機、電子攝影設備、穩定器、AR/VR、機器人、游戲控制器/游戲手柄、自行車(輪子轉的越快越不容易倒)。通過陀螺儀和GPS的組合使用,可以實現更精確的位置和姿態信息,普遍用于航空、汽車導航系統等領域。
陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機電式陀螺儀(以經典力學為基礎)、光電類陀螺儀(以近代物理學效應為基礎),機電式陀螺儀(以經典力學為基礎):轉子式陀螺儀:滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等;新型振動陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學Sagnac效應測量運載體旋轉運動為基礎);激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學陀螺等;機電式:高速旋轉的機械轉子,高速轉子容易產生質量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動時間較長,且需要一定的預熱時間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉物體的角速度轉換成與角速度成正比的直流電壓信號。陀螺儀可以用于船舶和航空器的姿態穩定控制,提高航行的安全性和穩定性。防爆型慣導行價
陀螺儀在航空航天領域的應用范圍普遍,如飛行器姿態控制、慣性導航系統等。湖北煤機導向航姿儀
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。湖北煤機導向航姿儀