陀螺儀是利用陀螺儀的力學性質制作的,主要原理是角動量守恒,即陀螺儀高速旋轉時,角動量很大,旋轉軸會壹直穩定地指向壹個方向;而且當旋轉物體橫向傾斜時,重力會作用在增加傾斜度的方向,而軸則垂直運動,產生搖頭的運動(進動運動)。現在手機裏基本都內置了陀螺傳感器,喜歡玩手遊的朋友也會用這個功能。有朋友聽說陀螺儀,還以為裏面有陀螺儀。那麽裏面真的有陀螺儀嗎?
其實陀螺儀裏沒有陀螺儀。之所以叫陀螺儀,是因為它是利用陀螺儀的機械特性制成的。傳統的機械陀螺儀是由壹個陀螺轉子連接在轉軸上,外圍由兩個支架組成。裏面的陀螺轉子和普通陀螺玩具還是有區別的,但是原理是壹樣的。
陀螺儀這個名字的由來。
陀螺儀這個名字的由來由來已久。據考證,1850年,法國物理學家J·福柯為了研究地球自轉,首先發現了地球中高速旋轉的轉子。由於它的慣性,它的旋轉軸總是指向壹個固定的方向,所以福柯把希臘詞“陀螺”和“skopein”合二為壹。
陀螺儀最早的簡單制造方法是:將高速旋轉的陀螺儀放在萬向支架上,通過陀螺儀的方向計算角速度。其中,中間的金色轉子就是陀螺儀,它不會受到慣性的影響,周圍的三個“鋼圈”會隨著設備姿態的變化而變化,從而檢測設備當前的狀態,而這三個“鋼圈”所在的軸,也就是三軸陀螺儀中的“三軸”,即X軸、Y軸和Z軸,三軸圍成的三維空間共同檢測各種動作。所以壹開始,陀螺儀的主要作用是測量角速度。
陀螺儀的基本組成
目前從力學角度近似分析陀螺的運動時,可以把它看成壹個具有萬向支點的剛體,陀螺可以繞這個支點做三個自由度的轉動,所以陀螺的運動屬於剛體繞壹個固定點的轉動。更準確地說,圍繞對稱軸高速旋轉的飛輪轉子叫做陀螺。陀螺安裝在框架裝置上,使陀螺的自轉軸具有角度旋轉的自由度。整個裝置叫陀螺。
陀螺儀的基本部件有: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式使陀螺轉子繞旋轉軸高速旋轉,其轉速近似恒定);內外框架(或稱內外環,是使陀螺自轉軸獲得所需角旋轉自由度的結構);附件(指力矩電機、信號傳感器等。).