作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風浪中的搖擺,能使安裝在飛機或衛(wèi)星上的照相機相對地面穩(wěn)定等等。作為精密測試儀器,陀螺儀器能夠為地面設施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導彈發(fā)射井等提供準確的方位基準。陀螺儀在生活和特種領域都有重要作用。小到手機,大到衛(wèi)星,都能見到它的身影。飛行器姿態(tài)控制是陀螺特性的重要應用,是定軸性的體現。垂直陀螺儀給飛行器建立地垂線基準,道理很簡單,飛行器在空中飛行過程中,不管姿態(tài)如何改變,垂直陀螺儀始終指向垂直方向不變,從而提供有關姿態(tài)角的信息。當然,由于陀螺自身漂移和環(huán)境變化,需要修正裝置隨時校準修正。陀螺儀可以實現實時測量和反饋,用于實時控制和調整物體的姿態(tài)和位置。遼寧航姿儀制造商
MEMS陀螺儀,即硅微機電陀螺儀,絕大多數的MEMS陀螺儀依賴于相互正交的振動和轉動引起的交變科里奧利力。MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)是指集機械元素、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統。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,其主要部件通過摻雜技術、光刻技術、腐蝕技術、LIGA技術、封裝技術等批量生產的。遼寧航姿儀制造商陀螺儀在游戲機、遙控器等消費電子產品中的應用,為用戶帶來更加豐富的操作體驗。
陀螺儀在照相/攝相領域的應用,當我們拍視頻或拍照時,有沒有相過,通過一種裝置,保證你的“相機”固定在同一位置,無論你的手怎么歪斜,身體怎么抖,他都能保持手機的相對穩(wěn)定。穩(wěn)拍器的整體大致框架如下圖所示,其中橘黃色部分就是加速度和陀螺儀傳感器工作部分。它將“攝像設備”的姿態(tài)反饋給中心MCU處理單元,中間MCU單元根據檢測到的“攝像設備”的姿態(tài)和運動情況,去控制電機做相應的動作,電機動作使“攝像設備”保持穩(wěn)雷打不動的狀態(tài),這樣拍出來的照片才更清楚,錄制的錄像才更穩(wěn)定。
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軸。假設基座被固定在汽車上,y軸即為汽車的前進方向。當汽車繞y軸或z軸旋轉時,內環(huán)起到了隔離運動的作用,陀螺轉軸并不會隨汽車轉動而轉動。但當汽車繞x軸轉動時,內環(huán)上會產生一對力F,形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉動自由度,力矩mx將使陀螺主軸繞內環(huán)y軸進動。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量矩定理,這里不再詳細展開。陀螺儀的發(fā)展和應用將進一步推動導航、航空航天、智能設備等領域的發(fā)展和創(chuàng)新。
垂直陀螺儀整個裝置內部分為上下兩部分,上半艙容納陀螺儀的機電設備,下半艙則包含了所有的系統電子器件。上半艙的基本部件主要由陀螺轉子、常平架、角度傳感器、力矩器四個部分構成。(1)陀螺轉子:常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機、無刷直流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉,并使其轉速近似為常值。(2) 常平架:陀螺儀的內、外框架,或稱內、外環(huán),它是使陀螺自轉軸獲得所需轉動自由度的結構,同時也是支撐整個陀螺儀運轉的機械結構。(3) 角度傳感器 :用來測量陀螺儀內外環(huán)以及框架轉軸之間的轉動角度,此角度就是測量的飛機的姿態(tài)角。通常,陀螺系統中有兩組角度傳感器,一組安裝在框架上,一組安裝在外環(huán)相應的支撐結構上。(4) 力矩器:用來為主軸位置的修正提供修正力矩補償。在陀螺系統中,一般有兩組修正力矩器,分別安裝在框架和外環(huán)支撐殼體上。 陀螺儀特點包括響應速度快、精度高、不受外部環(huán)境影響等,能夠提供可靠的姿態(tài)控制和導航信息。遼寧航姿儀制造商
陀螺儀在某些領域的應用具有重要意義,如導彈制導、潛艇導航等。遼寧航姿儀制造商
這種增強現實技術可不是用來滿足大家的好奇心,在實際生產上,其用途非常普遍,比如蓋房子,用手機一照,就知道墻是否砌歪了?歪了多少?再比如,假如您是一位伊拉克抵抗美軍的戰(zhàn)士,平時只需要揣著一部此類手機,去基地那里轉轉,出來什么坦克,裝甲車或者直升機,用手機對準拍下,馬上就能判斷出武器的型號,速度、運動方向。陀螺儀是能給出飛行物體轉彎角度和航向指示的陀螺裝置;垂直陀螺儀是可以指示地垂線的儀表。螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。遼寧航姿儀制造商