慣性導(dǎo)航原理,慣性導(dǎo)航利用陀螺儀和加速度計(jì)測(cè)量載體在慣性參考系下的角速度和加速度,并對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分、運(yùn)算得到速度和相對(duì)位置,且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中,這樣結(jié)合較初的位置信息,就可以得到載體現(xiàn)在所處的位置。陀螺儀是一種穩(wěn)定平衡裝置,在航空,航海,手機(jī),汽車等產(chǎn)業(yè)上有普遍應(yīng)用,可以讓裝備陀螺儀的設(shè)備在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持平衡穩(wěn)定,并提供準(zhǔn)確的方位,水平,加速度,速度等信息。水平陀螺儀指示水平方向,給飛行器的航向角修正提供信息。陀螺羅經(jīng)是一種依靠陀螺儀指示真北的裝置。它利用地球自轉(zhuǎn)角速度和重力力矩的綜合作用,能夠使自轉(zhuǎn)軸自動(dòng)尋找真北,而不需要依靠地磁場(chǎng)?,F(xiàn)在也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展。由此可見,陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)普遍的,它在現(xiàn)代化的國(guó)家防護(hù)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均占重要的地位。陀螺儀在空間站、衛(wèi)星等航天器中,為姿態(tài)控制和軌道測(cè)量提供關(guān)鍵支持。煤機(jī)導(dǎo)向航姿儀行價(jià)
陀螺儀的特性。接下來(lái),我們用圖來(lái)說(shuō)說(shuō)陀螺儀的特性?!巴勇輧x”是敏感角位移的裝置,重要特性有定軸性和進(jìn)動(dòng)性。定軸性。定軸性很好理解,陀螺儀在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中具有動(dòng)量矩H,在不受外力矩作用時(shí),自轉(zhuǎn)軸將相對(duì)慣性空間保持方向不變的特性。進(jìn)動(dòng)性。進(jìn)動(dòng)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(zhuǎn),內(nèi)框能夠繞內(nèi)框軸旋轉(zhuǎn),中間是旋轉(zhuǎn)的陀螺和自轉(zhuǎn)軸。進(jìn)動(dòng)性是指的這樣的現(xiàn)象:陀螺儀,在陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下,如果按如圖所示用力作用于內(nèi)框架,會(huì)使得外框架按如圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng),從而導(dǎo)致動(dòng)量矩H(即自轉(zhuǎn)軸的方向)相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。或者另外一種情況:陀螺儀,用力推動(dòng)外框,使得內(nèi)框架繞內(nèi)框軸轉(zhuǎn)動(dòng)。類似于牛頓第三定律,當(dāng)推動(dòng)外框架或者內(nèi)框架改變動(dòng)量矩H的方向時(shí),陀螺儀會(huì)產(chǎn)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。廣東慣性導(dǎo)航系統(tǒng)定制隨著MEMS技術(shù)的成熟,微型陀螺儀逐漸成為市場(chǎng)主流,應(yīng)用于各種消費(fèi)電子產(chǎn)品。
高速轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體被大家稱為陀螺,利用支撐架增加一個(gè)或兩個(gè)自由度制作而成的陀螺儀具有特殊的性質(zhì):定軸性、進(jìn)動(dòng)性,利用這兩個(gè)性質(zhì)根據(jù)牛頓定律可以計(jì)算出某一方向的角速度。慣性器件一:陀螺儀敏感角速度原理-有駕定軸性:高速運(yùn)轉(zhuǎn)的剛體在不受外力矩的作用下旋轉(zhuǎn)軸方向相對(duì)慣性空間不變。進(jìn)動(dòng)性:陀螺儀轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),陀螺儀內(nèi)環(huán)軸方向受力后,陀螺主軸繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動(dòng);外環(huán)軸方向受力后,陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)。這與轉(zhuǎn)子靜止時(shí)不同。
陀螺儀是一種慣性傳感器,用于測(cè)量角速度或角位移。它們普遍應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)器人、vr/ar和消費(fèi)電子產(chǎn)品。陀螺儀的工作原理基于角動(dòng)量守恒,產(chǎn)生與角速度成正比的力矩,從而測(cè)量旋轉(zhuǎn)。它們可分為機(jī)械陀螺儀、mems陀螺儀和光纖陀螺儀,精度和靈敏度因應(yīng)用而異。陀螺儀還用于醫(yī)療、工業(yè)自動(dòng)化和運(yùn)動(dòng)捕捉等領(lǐng)域。控制力矩陀螺儀(CMG)是一種固定輸出萬(wàn)向節(jié)設(shè)備的例子,被用于在航天器上通過(guò)陀螺儀阻力來(lái)保持或維護(hù)所期望的姿態(tài)角或方向。在某些特殊情況下,可以省略外部萬(wàn)向節(jié)(或其當(dāng)量),這樣的轉(zhuǎn)子就只能在兩個(gè)角度自由旋轉(zhuǎn)。還有一些其他情況下,轉(zhuǎn)子的重心可能偏離擺蕩軸,因此轉(zhuǎn)子的重心和轉(zhuǎn)子的懸掛中心就可能不會(huì)重合。陀螺儀可以抵抗外界干擾和振動(dòng),提供穩(wěn)定可靠的測(cè)量結(jié)果。
它主要特點(diǎn):1、體積小、重量輕,其邊長(zhǎng)都小于1mm,器件主要的重量只為1.2mg。2、成本低。3、可靠性好,工作壽命超過(guò)10萬(wàn)小時(shí),能承受1000g的沖擊。4、測(cè)量范圍大。一百多年以前,萊昂·傅科發(fā)明陀螺儀是為了科學(xué)研究。如今,這個(gè)小東西卻讓我們的生活有了翻天覆地的改變。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(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件,即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要,陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào),以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來(lái)控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行,而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。陀螺儀利用陀螺效應(yīng),即旋轉(zhuǎn)物體的角動(dòng)量會(huì)保持不變,來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)。四川自動(dòng)化采煤慣性導(dǎo)航系統(tǒng)
現(xiàn)代陀螺儀采用微電子技術(shù),實(shí)現(xiàn)小型化、集成化和智能化,提高系統(tǒng)性能。煤機(jī)導(dǎo)向航姿儀行價(jià)
陀螺儀的發(fā)展歷程:機(jī)械式 → 小型芯片狀。1850年,法國(guó)物理學(xué)家,萊昂·傅科,發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子由于慣性作用,其旋轉(zhuǎn)軸永遠(yuǎn)指向固定方向,故用希臘字gyro(旋轉(zhuǎn))和skopein(看)來(lái)命名這種設(shè)備,即陀螺儀(gyro scope),并利用陀螺儀驗(yàn)證了地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1908年,德國(guó)科學(xué)家,赫爾曼·安許茨·肯普費(fèi),設(shè)計(jì)一種單轉(zhuǎn)子擺式陀螺,該系統(tǒng)可以憑借重力力矩自動(dòng)尋找方向,解決了艦船導(dǎo)航的問(wèn)題。二戰(zhàn)期間,德國(guó),利用陀螺儀,為V-2火箭裝備了慣性制導(dǎo)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)陀螺儀技術(shù)在導(dǎo)彈制導(dǎo)領(lǐng)域的初次應(yīng)用。使用陀螺儀確定方向和角速度,使用加速度計(jì)計(jì)算加速度,計(jì)算得出飛彈飛行的距離與路線,同時(shí)控制飛行姿態(tài),以爭(zhēng)取讓飛彈落到想去的地方煤機(jī)導(dǎo)向航姿儀行價(jià)