人們利用陀螺的力學(xué)性質(zhì)所制成的各種功能的陀螺裝置稱為陀螺儀(gyroscope)，它在航海、航天、特種等各個領(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用。比如：回轉(zhuǎn)羅盤、定向指示儀、炮彈的翻轉(zhuǎn)、陀螺的章動等。陀螺儀的種類很多，按用途來分，它可以分為傳感陀螺儀和指示陀螺儀。傳感陀螺儀用于飛行體運動的自動控制系統(tǒng)中，作為水平、垂直、俯仰、航向和角速度傳感器。指示陀螺儀主要用于飛行狀態(tài)的指示，作為駕駛和領(lǐng)航儀表使用。陀螺儀還可分為壓電陀螺儀，微機械陀螺儀，光纖陀螺儀和激光陀螺儀，它們都是電子式的，并且它們可以和加速度計，磁阻芯片，GPS，做成慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng)。陀螺儀在空間站、衛(wèi)星等航天器中，為姿態(tài)控制和軌道測量提供關(guān)鍵支持。江西慣導(dǎo)安裝

陀螺儀其他領(lǐng)域的應(yīng)用：在航空航天以及特種武器中，陀螺儀作為慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分，用于測量和控制飛行物體的轉(zhuǎn)彎角度和航向指示。此外，陀螺儀還應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實設(shè)備中，通過檢測用戶的頭部運動，實現(xiàn)更自然的視覺交互體驗?？傊勇輧x通過其獨特的角動量守恒特性，在多個領(lǐng)域和設(shè)備中發(fā)揮著不可或缺的作用，從提升游戲體驗到增強導(dǎo)航精度，再到實現(xiàn)更穩(wěn)定的拍照功能，陀螺儀技術(shù)的應(yīng)用普遍且重要。讓我們回溯至機械轉(zhuǎn)子式陀螺儀的誕生。1850年，法國物理學(xué)家J.Foucault在探索地球自轉(zhuǎn)的過程中，發(fā)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在沒有外力作用下，其自轉(zhuǎn)軸會始終指向一個固定的方向，因此他將這種裝置命名為陀螺儀。陀螺儀一經(jīng)問世，便在航海領(lǐng)域大放異彩，隨后又在航空領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的作用。因為在萬米高空，只憑肉眼很難辨別方向，而飛行中一旦失去方向感，其危險性可想而知。江西慣導(dǎo)安裝地下勘探、隧道挖掘等領(lǐng)域，陀螺儀有助于精確測量地下的空間結(jié)構(gòu)和方向。

陀螺儀是將一個中心輪盤安裝在兩個或三個萬向節(jié)上的裝置。這些萬向節(jié)通過樞軸支撐可以使這個中心輪盤繞單個軸旋轉(zhuǎn)。如果三個萬向節(jié)為一組，且每一個都通過正交的樞軸安裝在另一個上，就可以使安裝在較內(nèi)萬向節(jié)上的中心輪盤具有其自身的單獨方向，區(qū)別于其支架在空間中的方位。若是兩個萬向節(jié)為一組，做為該陀螺儀的框架的外部萬向節(jié)，被安裝成可以繞自身支架所在平面內(nèi)的軸方向進行樞軸旋轉(zhuǎn)。所以這個外部萬向節(jié)只可以在一個角度上自由旋轉(zhuǎn)。

下面，我們以單自由度陀螺儀為例，來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示，其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個軸。假設(shè)基座被固定在汽車上，y軸即為汽車的前進方向。當(dāng)汽車?yán)@y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)環(huán)起到了隔離運動的作用，陀螺轉(zhuǎn)軸并不會隨汽車轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。但當(dāng)汽車?yán)@x軸轉(zhuǎn)動時，內(nèi)環(huán)上會產(chǎn)生一對力F，形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉(zhuǎn)動自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進動。因此，通過測量y軸的角速度，我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動量矩定理，這里不再詳細(xì)展開。陀螺儀的主要作用是測量和維持物體的角速度和姿態(tài)，為導(dǎo)航、制導(dǎo)等領(lǐng)域提供支持。

激光陀螺儀，它的結(jié)構(gòu)原理與上面幾種陀螺儀完全不同。激光陀螺實際上是一種環(huán)形激光器，沒有高速旋轉(zhuǎn)的機械轉(zhuǎn)子，但它利用激光技術(shù)測量物體相對于慣性空間的角速度，具有速率陀螺儀的功能。激光陀螺儀的結(jié)構(gòu)和工作是：用熱膨脹系數(shù)極小的材料制成三角形空腔。在空腔的各頂點分別安裝三塊反射鏡，形成閉合光路。腔體被抽成真空，充以氦氖氣，并裝設(shè)電極，形成激光發(fā)生器。激光發(fā)生器產(chǎn)生兩束射向相反的激光。當(dāng)環(huán)形激光器處于靜止?fàn)顟B(tài)時，兩束激光繞行一周的光程相等，因而頻率相同，兩個頻率之差(頻差)為零，干涉條紋為零。當(dāng)環(huán)形激光器繞垂直于閉合光路平面的軸轉(zhuǎn)動時，與轉(zhuǎn)動方向一致的那束光的光程延長，波長增大，頻率降低；另一束光則相反，因而出現(xiàn)頻差，形成干涉條紋。單位時間的干涉條紋數(shù)正比于轉(zhuǎn)動角速度。激光陀螺的漂移率低達(dá)0.1～0.01度/時，可靠性高，不受線加速度等的影響，已在飛行器的慣性導(dǎo)航中得到應(yīng)用，是很有發(fā)展前途的新型陀螺儀。陀螺儀的應(yīng)用范圍普遍，包括航空航天、導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航儀、無人機、汽車穩(wěn)定控制等領(lǐng)域?？拐鸷阶藘x市場價格

陀螺儀的發(fā)展推動了慣性導(dǎo)航和航空航天技術(shù)的進步，提高了導(dǎo)航精度和安全性。江西慣導(dǎo)安裝

但通常多按陀螺儀中所采用的支承方式分類：滾珠軸承自由陀螺儀，它是經(jīng)典的陀螺儀。利用滾珠軸承支承是應(yīng)用較早、較普遍的支承方式。滾珠軸承靠直接接觸，摩擦力矩大，陀螺儀的精度不高，漂移率為每小時幾度，但工作可靠，迄今還用在精度要求不高的場合。一個自由轉(zhuǎn)子陀螺儀(雙自由度陀螺儀)靠內(nèi)環(huán)軸和外環(huán)軸角度傳感元件可以測量兩個姿態(tài)角。液浮陀螺儀，又稱浮子陀螺。內(nèi)框架(內(nèi)環(huán))和轉(zhuǎn)子形成密封球形或圓柱形的浮子組件。轉(zhuǎn)子在浮子組件內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，在浮子組件與殼體間充以浮液，用以產(chǎn)生所需要的浮力和阻尼。浮力與浮子組件的重量相等者，稱為全浮陀螺；浮力小于浮子組件重量者稱為半浮陀螺。江西慣導(dǎo)安裝