陀螺仪(角运动检测装置)

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电气132
张明亮 陈贵华

张靖康
目录
基本结构
陀螺仪的基本部件有： （1）陀螺转子（常采用同步电机、磁滞电机、三相交
流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转， 并见其转速近似为常值）； （2）内、外框架（或称内、外环，它是使陀螺自转轴 获得所需角转动自由度的结构）； （3）附件（是指力矩马达、信号传感器等）。
进动性
当转子高速旋转时，若外力矩作用于外环轴，陀螺仪
将绕内环轴转动；若外力矩作用于内环轴，陀螺仪将 绕外环轴转动。其转动角速度方向与外力矩作用方向 互相垂直。这种特性，叫做陀螺仪的进动性。
应用
智能手机应用
1很多专业手持式GPS上也装了陀螺仪，如果手机上安
装了相应的软件，导航能力绝不亚于很多船舶、飞机 上用的导航仪。还可以实现GPS的惯性导航：当汽车 行驶到隧道或城市高大建筑物附近，没有GPS讯号时， 可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移， 从而继续导航。 2、可以和手机上的摄像头配合使用，比如防抖，在拍 照时的维持图像的稳定，防止由于手的抖动对拍照质 量的影响。
3、各类游戏的传感器，比如飞行游戏，体育类游戏，甚至
包括一些第一视角类射击游戏，陀螺仪完整监测游戏者手 的位移，从而实现各种游戏操作效果。 4、可以用作输入设备，陀螺仪相当于一个立体的鼠标，这 个功能和第三大用途中的游戏传感器很类似，甚至可以认 为是一种类型。通过小幅度的倾斜，偏转手机，实现菜单， 目录的选择和操作的执行。 5、未来最有前景和应用范围的用途。那就是可以帮助手机 实现很多增强现实的功能。大意是可以通过手机或者电脑 的处理能力，让人们对现实中的一些物体有更深入的了解。 如果大家不理解，举个例子，前面有一个大楼，用手机摄 像头对准它，马上就可以在屏幕上得到这座大楼的相关参 数，比如楼的高度，宽度，海拔，如果连接到数据库，甚 至可以得到这座大厦的物主、建设时间、现在的用途、可 容纳的人数等等。[
原理
陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方
向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个 道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫做陀螺 仪。
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特性
定轴性 当陀螺转子以高速旋转时，在 没有任何外力矩作用在陀螺仪 上时，陀螺仪的自转轴在惯性 空间中的指向保持稳定不变， 即指向一个固定的方向；同时 反抗任何改变转子轴向的力量。 这种物理现象称为陀螺仪的定 轴性或稳定性。