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(fēng)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(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。陀螺儀在生活和特種領(lǐng)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(yīng)用,是定軸性的體現(xiàn)。垂直陀螺儀給飛行器建立地垂線基準(zhǔn),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(guān)姿態(tài)角的信息。當(dāng)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(zhǔn)修正。陀螺儀可以實現(xiàn)實時測量和反饋,用于實時控制和調(diào)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(shù)的MEMS陀螺儀依賴于相互正交的振動和轉(zhuǎn)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(tǒng)。MEMS陀螺儀是利用coriolis定理,將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)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(shù)、光刻技術(shù)、腐蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)、封裝技術(shù)等批量生產(chǎn)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(chǎn)品中的應(yīng)用,為用戶帶來更加豐富的操作體驗。
陀螺儀在照相/攝相領(lǐng)域的應(yīng)用,當(dāng)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(shè)備”的姿態(tài)反饋給中心MCU處理單元,中間MCU單元根據(jù)檢測到的“攝像設(shè)備”的姿態(tài)和運動情況,去控制電機做相應(yīng)的動作,電機動作使“攝像設(shè)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(shè)基座被固定在汽車上,y軸即為汽車的前進(jìn)方向。當(dāng)汽車?yán)@y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時,內(nèi)環(huán)起到了隔離運動的作用,陀螺轉(zhuǎn)軸并不會隨汽車轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。但當(dāng)汽車?yán)@x軸轉(zhuǎn)動時,內(nèi)環(huán)上會產(chǎn)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(zhuǎn)動自由度,力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進(jìn)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(xì)展開。陀螺儀的發(fā)展和應(yīng)用將進(jìn)一步推動導(dǎo)航、航空航天、智能設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。
垂直陀螺儀整個裝置內(nèi)部分為上下兩部分,上半艙容納陀螺儀的機電設(shè)備,下半艙則包含了所有的系統(tǒng)電子器件。上半艙的基本部件主要由陀螺轉(zhuǎn)子、常平架、角度傳感器、力矩器四個部分構(gòu)成。(1)陀螺轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn),并使其轉(zhuǎn)速近似為常值。(2) 常平架:陀螺儀的內(nèi)、外框架,或稱內(nèi)、外環(huán),它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需轉(zhuǎn)動自由度的結(jié)構(gòu),同時也是支撐整個陀螺儀運轉(zhuǎn)的機械結(jié)構(gòu)。(3) 角度傳感器 :用來測量陀螺儀內(nèi)外環(huán)以及框架轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)動角度,此角度就是測量的飛機的姿態(tài)角。通常,陀螺系統(tǒng)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(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)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(tǒng)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(yīng)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(dǎo)航信息。遼寧航姿儀制造商
陀螺儀在某些領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義,如導(dǎo)彈制導(dǎo)、潛艇導(dǎo)航等。遼寧航姿儀制造商
這種增強現(xiàn)實技術(shù)可不是用來滿足大家的好奇心,在實際生產(chǎn)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(zhuǎn)轉(zhuǎn),出來什么坦克,裝甲車或者直升機,用手機對準(zhǔn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。遼寧航姿儀制造商