电动陀螺仪 _生活百科

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电动陀螺仪【电动陀螺仪】陀螺仪是惯性器件之一，由于陀螺在任何环境下都具有自主导航能力的特性，自问世以来，就引起人们极大关注，被广泛运用于航海、航空、航天、军事等领域。电动陀螺仪便是电驱动的陀螺仪。
基本介绍中文名：电动陀螺仪
外文名：Electric gyroscope
类型：陀螺仪
作用：导航
产品介绍陀螺电机是陀螺仪的一部分，电机转子就是陀螺仪的飞轮，在高速旋转下构成陀螺仪最本质的物理性质—陀螺效应。陀螺电机在原理上与一般电机没有本质差别，但它的设计，製造精度应服从于陀螺仪的需要。转子的转动惯量比一般普通电机要大，转速高且稳定，电机抗干扰能力强，发热量小，对陀螺转子不产生附加干扰力矩，启动时间短，重複性好，结构简单等。早期的陀螺仪採用的是火药驱动，稳定性和可重複性较差，而且火药燃烧的废物对陀螺的平衡产生较大干扰，使陀螺仪产生漂移。后来採用直流有刷电机，虽然直流有刷电机转速比较容易控制，但直流有刷电机的採用电刷换相，换相过程中会有较大的接触摩擦，还会产生电火花，导致电磁干扰。后来又有人採用交流电机，这种电机虽然去掉了电刷，简化了结构，提高了可靠性和安全性，但是它的转速不好控制，稳定性不高，这在高精度陀螺仪中是不允许的。后来出现了直流无刷电机，到 20 世纪 70 年代后，由于电子技术的飞速发展，解决了高控制精度，高可靠性的直流无刷电机不能自启动的难题。因此，高精度，高可靠性，低功耗的直流无刷电机在陀螺仪中得到了广泛套用。永磁无刷直流电动机永磁无刷直流电动机的优点是:效率高，一般可达 90%--98% 。转速稳定度高；採用闭环系统 PID 技术后，抗干扰能力强、精度高、重複性好；结构简单、工作可靠。永磁同步电动机的缺点是:电机本身无启动转矩、启动困难、有死点，必须採用电子启动电路才能顺利启动。但一经启动，它将快速达到额定、同步转速。鑒于永磁同步电动机具有上述优点，电子启动电路亦易实现，故在随机漂移小于

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的框架式陀螺仪中得到了广泛的套用。原理陀螺仪原理高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以套用。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所製造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大) 。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。用四个质点ABCD来表示边上的区域，这个边对于用图来解释陀螺仪的工作原理是很重要的。轴的底部被托住静止但是能够各个方向旋转。当一个倾斜力作用在顶部的轴上的时候，质点A向上运动，质点C则向下运动，如其中的子图1 。因为陀螺仪是顺时针旋转，在旋转90度角之后，质点A将会到达质点B的位置。CD两个质点的情况也是一样的。子图2中质点A当处于如图的90度位置的时候会继续向上运动，质点C也继续向下。AC质点的组合将导致轴在子图2所示的运动平面内运动。一个陀螺仪的轴在一个合适的角度上旋转，在这种情况下，如果陀螺仪逆时针旋转，轴将会在运动平面上向左运动。如果在顺时针的情况中，倾斜力是一个推力而不是拉力的话，运动将会向左发生。在子图3中，当陀螺仪旋转了另一个90度的时候，质点C在质点A受力之前的位置。C质点的向下运动受到了倾斜力的阻碍并且轴不能在倾斜力平面上运动。倾斜力推轴的力量越大，当边缘旋转大约180度时，另一侧的边缘推动轴向回运动。