不過,從此以后,以陀螺儀為主要的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)就被普遍應(yīng)用于航空航天,這里的導(dǎo)彈里面依然有這套東西,而隨著需求的刺激,陀螺儀也在不斷進化。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀,機械式的陀螺儀對工藝結(jié)構(gòu)的要求很高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來,現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)進入了一個全新的階段。1976年等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想,到八十年代以后,現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展,與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。陀螺儀可以用于醫(yī)療設(shè)備的姿態(tài)穩(wěn)定和運動追蹤,提高手術(shù)的精確性和安全性。安徽慣導(dǎo)價格
陀螺儀讓飛行員感覺較明顯的是降落的時候,而較需要陀螺儀幫助的也是飛機的降落。因為降落的飛機由于速度較慢,臨近失速點,這時更容易受風(fēng)的影響而導(dǎo)致機翼上下晃動,這時就要不斷的用手指去調(diào)整飛機姿態(tài)使其保持水平不變而逐步下降高度,很多新手飛行員有時修正過多,飛機就會產(chǎn)生更大的晃動,很容易進入失速而導(dǎo)致降落失敗。但是如果將陀螺儀打開增穩(wěn)狀態(tài),由于陀螺儀的傳感器非常敏感,機翼稍微有輕微下壓,陀螺儀立即發(fā)出指令讓打副翼讓飛機回平,這個過程發(fā)生的很快,以至于你都可能看不到機翼下壓就已經(jīng)被陀螺儀修正了。所以你將會看到飛機總是非常平穩(wěn)的保持水平不變而逐步下降高度,對飛行員有很大的幫助。浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝陀螺儀作為現(xiàn)代導(dǎo)航和控制技術(shù)中的重要組成部分,為多個領(lǐng)域的精確測量和定位提供了不可或缺的支持。
MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)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(nèi)部無轉(zhuǎn)動部件,全固態(tài)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(zhuǎn)速大g值的場合;6、易于數(shù)字化、智能化,可數(shù)字輸出,溫度補償,零位校正等。陀螺儀工作原理:消費電子設(shè)備早在幾年前就開始使用MEMS加速計。 從游戲機到手機,從筆記本電腦到白色家電,運動控制式用戶界面和增強的保護系統(tǒng)給所有的消費電子產(chǎn)品帶來很多好處。
陀螺儀的分類:按照轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的自由度分成:雙自由度陀螺儀(也稱三自由度陀螺儀)和單自由度陀螺儀(也稱二自由度陀螺儀)。前者用于測定飛行器的姿態(tài)角,后者用于測定姿態(tài)角速度,因此常稱單自由度陀螺儀為。浮子陀螺由于利用浮力支承,摩擦力矩減小,陀螺儀的精度較高,但因不能定位仍有摩擦存在。為彌補這一不足,通常在液浮的基礎(chǔ)上增加磁懸浮,即由浮液承擔(dān)浮子組件的重量,而用磁場形成的推力使浮子組件懸浮在中心位置?,F(xiàn)代高精度的單自由度液浮陀螺常是液浮、磁浮和動壓氣浮并用的三浮陀螺儀。這種陀螺儀比滾珠軸承陀螺儀的精度高,漂移率為0.01度/時。但液浮陀螺儀要求較高的加工精度、嚴格的裝配、精確的溫控,因而成本較高。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。
陀螺儀飛輪會繞著輸出軸轉(zhuǎn)動或者不讓該軸的轉(zhuǎn)動,這取決于輸出萬向節(jié)的裝配方式是自由的還是固定的。姿態(tài)基準(zhǔn)陀螺儀就是一種自由輸出萬向節(jié)設(shè)備,可以用于感測或測量航天器或飛機的俯仰、滾轉(zhuǎn)和偏航的姿態(tài)角。轉(zhuǎn)子的重心可以在一個固定的位置。這樣轉(zhuǎn)子繞一個軸旋轉(zhuǎn)的同時,還能夠繞另外兩個軸擺動。而且可以圍繞這個固定點在任何方向自由轉(zhuǎn)動(除了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的固有阻力以外)。一些陀螺儀用機械當(dāng)量代替一個或多個元件。例如,旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子可以懸浮在流體中,而不是安裝在萬向節(jié)中。陀螺儀可以用于運動追蹤和姿態(tài)識別,如體育訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域。浙江慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝
陀螺儀可以實現(xiàn)高精度的姿態(tài)控制,用于飛行器、導(dǎo)彈等的穩(wěn)定控制。安徽慣導(dǎo)價格
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軸即為汽車的前進方向。當(dāng)汽車繞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)汽車繞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。安徽慣導(dǎo)價格