一、陀螺儀是什么裝置

陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置，其他原理制成的角運動檢測裝置，但起同樣功能的也稱陀螺儀。

從力學(xue)的(de)(de)(de)觀點近似的(de)(de)(de)分(fen)析陀(tuo)螺的(de)(de)(de)運(yun)動(dong)時，可(ke)以(yi)把(ba)它(ta)看成是一個(ge)(ge)剛(gang)(gang)體(ti)(ti)，剛(gang)(gang)體(ti)(ti)上有一個(ge)(ge)萬向支(zhi)點，而陀(tuo)螺可(ke)以(yi)繞(rao)著這個(ge)(ge)支(zhi)點作三(san)個(ge)(ge)自由度的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)，所以(yi)陀(tuo)螺的(de)(de)(de)運(yun)動(dong)是屬于剛(gang)(gang)體(ti)(ti)繞(rao)一個(ge)(ge)定點的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)動(dong)運(yun)動(dong)。更確(que)切地說，一個(ge)(ge)繞(rao)對稱軸高速旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)飛輪(lun)轉(zhuan)(zhuan)子叫陀(tuo)螺。將陀(tuo)螺安裝(zhuang)在(zai)框架(jia)裝(zhuang)置(zhi)上，使陀(tuo)螺的(de)(de)(de)自轉(zhuan)(zhuan)軸有角轉(zhuan)(zhuan)動(dong)的(de)(de)(de)自由度，這種(zhong)裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)總體(ti)(ti)叫做陀(tuo)螺儀。

二、陀螺儀有什么用

陀螺儀作(zuo)為(wei)一(yi)種角運動檢(jian)測裝置(zhi)，其應用相(xiang)當廣泛，陀螺儀的作(zuo)用主要有(you)：

1、導航

陀(tuo)螺(luo)(luo)儀自(zi)被發(fa)明開始就用于導航(hang)，如果配合(he)GPS，手機的導航(hang)定位能(neng)(neng)力將大(da)大(da)提(ti)升，如手機GPS定位導航(hang)、衛星(xing)三軸陀(tuo)螺(luo)(luo)儀定位等，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀不僅可(ke)以作(zuo)為(wei)指(zhi)示儀表，而(er)更重要的是它(ta)可(ke)以作(zuo)為(wei)自(zi)動控制系統中的一個敏感元件，即可(ke)作(zuo)為(wei)信號(hao)(hao)傳感器，根據需要，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀器能(neng)(neng)提(ti)供(gong)準確的方位、水平、位置、速(su)度和(he)加(jia)速(su)度等信號(hao)(hao)。

2、穩定

陀(tuo)螺(luo)儀作為穩定器(qi)，能使(shi)列(lie)車(che)在單軌上行駛，能減小船(chuan)舶在風浪中的(de)(de)搖(yao)擺，能使(shi)安(an)裝(zhuang)在飛機或衛星上的(de)(de)照(zhao)相機相對(dui)地面穩定，配合手機的(de)(de)攝像(xiang)頭(tou)，在拍(pai)照(zhao)時的(de)(de)維持圖(tu)像(xiang)的(de)(de)穩定，防止由于(yu)手的(de)(de)抖動對(dui)拍(pai)照(zhao)質量(liang)的(de)(de)影響等(deng)。

3、測量

作為精密(mi)測試(shi)儀器，陀螺儀器能夠為地(di)面設(she)施、礦山隧道、地(di)下(xia)鐵(tie)路(lu)、石油(you)鉆探以及導彈發射井等提供準確的方位(wei)基準。

4、平衡

平(ping)衡(heng)(heng)車(che)之所以能平(ping)衡(heng)(heng)，離不(bu)開陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀，現在的電動獨輪(lun)車(che)里(li)面的陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀也(ye)是一(yi)個電子元器件了，平(ping)衡(heng)(heng)車(che)是靠(kao)電機(ji)驅動的，采用(yong)陀(tuo)(tuo)螺(luo)儀與驅動電路(lu)控制保持不(bu)倒(dao)。

5、游戲傳感

陀(tuo)螺(luo)儀在手(shou)機方(fang)面(mian)，應用比較廣泛的(de)還是作為游(you)(you)(you)戲傳感器使用，比如飛行游(you)(you)(you)戲，體育類游(you)(you)(you)戲，甚(shen)至包(bao)括一些第一視角類射擊游(you)(you)(you)戲，陀(tuo)螺(luo)儀完整(zheng)監測游(you)(you)(you)戲者手(shou)的(de)位移，從而實現各種游(you)(you)(you)戲操(cao)作效果。

6、用作輸入設備

陀螺儀相當于一(yi)個立體的(de)鼠標，通過小幅(fu)度的(de)傾(qing)斜，偏(pian)轉(zhuan)手機，實現菜單，目錄的(de)選擇和操(cao)作的(de)執(zhi)行。（比如(ru)前后傾(qing)斜手機，實現通訊錄條目的(de)上(shang)下滾動(dong)；左右傾(qing)斜手機，實現瀏覽頁(ye)面的(de)左右移動(dong)或者頁(ye)面的(de)放大或縮小。）

三、陀螺儀的應用實例

1、隧道中心線測量

在隧道(dao)等(deng)挖掘(jue)工程中，坑內(nei)的(de)中心(xin)(xin)線測量(liang)一般采用(yong)難以(yi)保(bao)證精(jing)度(du)的(de)長距離導線。特別(bie)是進行盾構挖掘(jue)的(de)情況(kuang)，從立(li)坑的(de)短基(ji)準中心(xin)(xin)線出發必(bi)須有很高的(de)測角精(jing)度(du)和移站精(jing)度(du)，測量(liang)中還要經常進行地面和地下的(de)對應檢查(cha)，以(yi)確(que)保(bao)測量(liang)的(de)精(jing)度(du)。特別(bie)是在密集的(de)城市地區，不可(ke)能(neng)進行過(guo)多(duo)的(de)檢測作業而(er)遇(yu)到困難。如果使(shi)用(yong)陀(tuo)螺經緯(wei)儀可(ke)以(yi)得到絕(jue)對高精(jing)度(du)的(de)方(fang)位基(ji)準，而(er)且可(ke)減(jian)少耗費很高的(de)檢測作業（檢查(cha)點最少），是一種效(xiao)率很高的(de)中心(xin)(xin)線測量(liang)方(fang)法。

2、通視障礙時的方向角獲取

當有通視障礙，不能從已知點取得方向角時，可以采用天文測量或陀螺經緯儀測量的方法獲取方向角（根據建設省測量規范）。與天文測量比較，陀螺儀測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)方法有很多優越(yue)性：對天氣的(de)(de)依賴(lai)少、云(yun)的(de)(de)多少無關、無須(xu)復(fu)雜的(de)(de)天文計(ji)算(suan)、在(zai)現場(chang)可以得到(dao)任意測(ce)(ce)線的(de)(de)方向角而容(rong)易計(ji)算(suan)閉(bi)合差。

3、日影計算所需的真北測定

在(zai)(zai)城市或近郊地區對(dui)高(gao)層建筑有日照或日影條件的(de)(de)高(gao)度(du)(du)限制。在(zai)(zai)建筑申請時(shi)，要附加日影圖(tu)。此日影圖(tu)是指(zhi)，在(zai)(zai)冬至的(de)(de)真太陽時(shi)的(de)(de)8點(dian)到(dao)16點(dian)為基準，進行為了計算(suan)、圖(tu)面(mian)繪(hui)制所需(xu)要的(de)(de)高(gao)精度(du)(du)真北方向(xiang)測(ce)定。使用(yong)陀螺經緯(wei)儀測(ce)量可以獲得不受(shou)天氣(qi)、時(shi)間(jian)影響(xiang)的(de)(de)真北測(ce)量。