陀螺儀在手機中的應用主要體現在以下幾個方面:1、可以用作輸入設備。陀螺儀相當于一個立體的鼠標,這個功能和第三大用途中的游戲傳感器很類似,甚至可以認為是一種類型。通過小幅度的傾斜,偏轉手機,實現菜單,目錄的選擇和操作的執行。(比如前后傾斜手機,實現通訊錄條目的上下滾動;左右傾斜手機,實現瀏覽頁面的左右移動或者頁面的放大或縮小。2、也是未來較有前景和應用范圍的用途。那就是可以幫助手機實現很多增強現實的功能。增強現實是才冒出的概念,和虛擬現實一樣,是計算機的一種應用。大意是可以通過手機或者電腦的處理能力,讓人們對現實中的一些物體有更深入的了解。汽車行業中,陀螺儀可用于車輛穩定性控制、導航系統等,提高駕駛安全性。高動態慣性導航系統使用方法
傳感器,陀螺儀傳感器是一個簡單易用的基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統。在假象的平面上揮動鼠標,屏幕上的光標就會跟著移動,并可以繞著鏈接畫圈和點擊按鍵。當你正在演講或離開桌子時,這些操作都能夠很方便地實現。 陀螺儀傳感器原本是運用到直升機模型上的,目前已經被普遍運用于手機這類移動便攜設備上(IPHONE的三軸陀螺儀技術)。MEMS陀螺儀,基于MEMS的陀螺儀價格相比光纖或者激光陀螺便宜很多,但使用精度非常低,需要使用參考傳感器進行補償,以提高使用精度。ADI公司是低成本的MEMS陀螺儀的主要制造商,VMSENS提供的AHRS系統正是通過這種方式,對低成本的MEMS陀螺儀進行輔助補償實現的。基于MEMS 技術的陀螺因其成本低,能批量生產,已經能夠普遍應用于汽車牽引控制系統、醫用設備、特種設備等低成本需求應用中。高動態慣性導航系統使用方法陀螺儀工作原理基于角動量守恒定律,旋轉物體在無外力矩作用時,旋轉軸保持穩定。
陀螺儀的特性。接下來,我們用圖來說說陀螺儀的特性。“陀螺儀”是敏感角位移的裝置,重要特性有定軸性和進動性。定軸性。定軸性很好理解,陀螺儀在高速旋轉過程中具有動量矩H,在不受外力矩作用時,自轉軸將相對慣性空間保持方向不變的特性。進動性。進動性是二自由度陀螺儀里面的概念。二自由度陀螺儀模型如下:陀螺儀。外框能夠繞外框軸旋轉,內框能夠繞內框軸旋轉,中間是旋轉的陀螺和自轉軸。進動性是指的這樣的現象:陀螺儀,在陀螺轉子高速轉動的情況下,如果按如圖所示用力作用于內框架,會使得外框架按如圖所示方向轉動,從而導致動量矩H(即自轉軸的方向)相應轉動。或者另外一種情況:陀螺儀,用力推動外框,使得內框架繞內框軸轉動。類似于牛頓第三定律,當推動外框架或者內框架改變動量矩H的方向時,陀螺儀會產生反作用力矩,其大小與外力矩相等,方向相反。這也是陀螺儀的基本特性之一。
陀螺儀的基本部件包括: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)。陀螺儀的兩個重要特性,陀螺儀有兩個非常重要的基本特性:一為定軸性,另一是進動性,這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。定軸性,當陀螺轉子以高速旋轉時,在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時,陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變,即指向一個固定的方向;同時反抗任何改變轉子軸向的力量。這種物理現象稱為陀螺儀的定軸性或穩定性。陀螺儀可以用于火箭和導彈的制導系統,提供準確的導航和定位功能。
陀螺儀器較早是用于航海導航,但隨著科學技術的發展,它在航空和航天事業中也得到普遍的應用。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。作為穩定器,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星上的照相機相對地面穩定等等。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射井等提供準確的方位基準。由此可見,陀螺儀器的應用范圍是相當普遍的,它在現代化的國家防護建設和國民經濟建設中均占重要的地位。陀螺儀利用陀螺效應,即旋轉物體的角動量會保持不變,來測量物體的旋轉。高動態慣性導航系統使用方法
陀螺儀的作用是提供準確的方向和位置信息,用于導航、航空航天、慣性導航等領域。高動態慣性導航系統使用方法
隨著物理學的不斷發展和進步,陀螺儀的種類也日趨豐富,精度也在不斷提高。目前廣為人知的陀螺儀類型有光纖陀螺儀、激光陀螺儀和MEMS陀螺儀等。雖然MEMS陀螺儀在精度上可能不如光纖和激光陀螺儀,但其體積小、功耗低、成本低且易于批量生產的特點,使其在自動駕駛領域發揮著舉足輕重的作用。MEMS陀螺儀的角速度測量原理基于一種非真實存在的力——科里奧利力。這種力是在非慣性參考系下引入的慣性力,引入之后便可以應用牛頓經典力學定律。我們假設一個黑色質量塊以特定的速度V沿著一個方向移動,當外部角速率被施加時,會產生一個垂直于施加角速度方向的力,導致質量塊發生位移。高動態慣性導航系統使用方法