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。

從力學的(de)(de)觀點(dian)近似的(de)(de)分析陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)時，可以把(ba)它看成(cheng)是一(yi)個(ge)剛體，剛體上(shang)有(you)一(yi)個(ge)萬向支(zhi)點(dian)，而陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)可以繞(rao)著這個(ge)支(zhi)點(dian)作三(san)個(ge)自(zi)由度的(de)(de)轉(zhuan)動(dong)(dong)，所以陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)是屬于剛體繞(rao)一(yi)個(ge)定(ding)點(dian)的(de)(de)轉(zhuan)動(dong)(dong)運(yun)動(dong)(dong)。更確(que)切地(di)說，一(yi)個(ge)繞(rao)對(dui)稱軸高速旋轉(zhuan)的(de)(de)飛(fei)輪轉(zhuan)子叫陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)。將陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)安裝(zhuang)在框架(jia)裝(zhuang)置上(shang)，使陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)的(de)(de)自(zi)轉(zhuan)軸有(you)角轉(zhuan)動(dong)(dong)的(de)(de)自(zi)由度，這種裝(zhuang)置的(de)(de)總體叫做陀(tuo)(tuo)(tuo)螺(luo)(luo)儀。

二、陀螺儀有什么用

陀螺儀(yi)作(zuo)為一種角運動檢(jian)測裝置(zhi)，其應用相當廣(guang)泛，陀螺儀(yi)的作(zuo)用主要有：

1、導航

陀(tuo)螺儀(yi)自被(bei)發明開始就用于導(dao)(dao)航，如(ru)果配合GPS，手機的(de)導(dao)(dao)航定(ding)位能(neng)力將大大提升(sheng)，如(ru)手機GPS定(ding)位導(dao)(dao)航、衛(wei)星三軸陀(tuo)螺儀(yi)定(ding)位等，陀(tuo)螺儀(yi)不僅可(ke)以作(zuo)為(wei)指示(shi)儀(yi)表(biao)，而更重要的(de)是它可(ke)以作(zuo)為(wei)自動控制系統中的(de)一個敏感元(yuan)件，即(ji)可(ke)作(zuo)為(wei)信(xin)號傳感器，根據(ju)需(xu)要，陀(tuo)螺儀(yi)器能(neng)提供準確(que)的(de)方位、水平、位置、速度(du)和加(jia)速度(du)等信(xin)號。

2、穩定

陀螺儀(yi)作為(wei)穩定器，能(neng)使列(lie)車在單軌上(shang)行(xing)駛，能(neng)減小船舶在風浪中的(de)(de)搖擺，能(neng)使安裝在飛機(ji)或(huo)衛星上(shang)的(de)(de)照相(xiang)機(ji)相(xiang)對地面穩定，配(pei)合手機(ji)的(de)(de)攝像頭，在拍照時的(de)(de)維持圖像的(de)(de)穩定，防止由(you)于手的(de)(de)抖動對拍照質(zhi)量的(de)(de)影響等。

3、測量

作為精(jing)密測試儀器(qi)，陀(tuo)螺(luo)儀器(qi)能(neng)夠為地面設施、礦山(shan)隧道、地下(xia)鐵路(lu)、石油鉆探以(yi)及導彈(dan)發射井等提供準(zhun)(zhun)確的方位基準(zhun)(zhun)。

4、平衡

平衡車之所以能平衡，離不開陀(tuo)螺儀，現在的電(dian)動獨輪車里面(mian)的陀(tuo)螺儀也是(shi)一個電(dian)子元(yuan)器件了，平衡車是(shi)靠電(dian)機(ji)驅動的，采用(yong)陀(tuo)螺儀與驅動電(dian)路控制(zhi)保持(chi)不倒。

5、游戲傳感

陀(tuo)(tuo)螺儀(yi)(yi)在手機方面，應用比較廣泛的(de)還是作(zuo)為游(you)戲(xi)傳感(gan)器使用，比如飛行游(you)戲(xi)，體育類(lei)游(you)戲(xi)，甚(shen)至包括一(yi)(yi)些第一(yi)(yi)視角(jiao)類(lei)射擊游(you)戲(xi)，陀(tuo)(tuo)螺儀(yi)(yi)完整監測游(you)戲(xi)者(zhe)手的(de)位移，從而實現(xian)各種游(you)戲(xi)操作(zuo)效果(guo)。

6、用作輸入設備

陀螺儀相當于一個立體(ti)的(de)(de)鼠標，通過小幅度的(de)(de)傾(qing)斜(xie)，偏(pian)轉手機(ji)(ji)，實(shi)現(xian)菜單，目(mu)錄的(de)(de)選擇和操作的(de)(de)執行。（比如前后傾(qing)斜(xie)手機(ji)(ji)，實(shi)現(xian)通訊(xun)錄條(tiao)目(mu)的(de)(de)上(shang)下(xia)滾動；左右(you)傾(qing)斜(xie)手機(ji)(ji)，實(shi)現(xian)瀏覽(lan)頁(ye)(ye)面(mian)的(de)(de)左右(you)移動或者頁(ye)(ye)面(mian)的(de)(de)放大或縮小。）

三、陀螺儀的應用實例

1、隧道中心線測量

在隧道等挖掘工(gong)程(cheng)中(zhong)，坑內的(de)(de)(de)中(zhong)心線(xian)(xian)測(ce)(ce)(ce)量一(yi)般采(cai)用難(nan)以(yi)保證精度(du)的(de)(de)(de)長距離導(dao)線(xian)(xian)。特別是進行盾構挖掘的(de)(de)(de)情況，從立坑的(de)(de)(de)短基(ji)準(zhun)中(zhong)心線(xian)(xian)出發必(bi)須有很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)角精度(du)和移站精度(du)，測(ce)(ce)(ce)量中(zhong)還要經常進行地(di)(di)面(mian)和地(di)(di)下(xia)的(de)(de)(de)對應檢查(cha)(cha)，以(yi)確保測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)(de)精度(du)。特別是在密集的(de)(de)(de)城(cheng)市地(di)(di)區，不可(ke)能進行過多的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)(ce)作(zuo)業而(er)遇到困難(nan)。如果(guo)使用陀螺經緯儀可(ke)以(yi)得(de)到絕(jue)對高(gao)精度(du)的(de)(de)(de)方位基(ji)準(zhun)，而(er)且可(ke)減(jian)少耗費很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)檢測(ce)(ce)(ce)作(zuo)業（檢查(cha)(cha)點最少），是一(yi)種效率很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)中(zhong)心線(xian)(xian)測(ce)(ce)(ce)量方法。

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，陀螺儀測量(liang)的(de)方法有很多優越(yue)性：對天氣(qi)的(de)依賴少、云的(de)多少無關(guan)、無須復雜的(de)天文(wen)計(ji)算、在現場(chang)可以得到任(ren)意(yi)測線的(de)方向角而容易(yi)計(ji)算閉合差。

3、日影計算所需的真北測定

在(zai)城(cheng)市或(huo)近郊地區對(dui)高(gao)層(ceng)建(jian)筑(zhu)(zhu)有(you)日(ri)照(zhao)或(huo)日(ri)影條件(jian)的(de)高(gao)度(du)限制。在(zai)建(jian)筑(zhu)(zhu)申請時(shi)，要附(fu)加日(ri)影圖(tu)。此日(ri)影圖(tu)是指，在(zai)冬至的(de)真太(tai)陽時(shi)的(de)8點到16點為基準，進行為了計(ji)算、圖(tu)面繪制所需要的(de)高(gao)精度(du)真北方向(xiang)測定。使(shi)用(yong)陀螺(luo)經緯儀測量(liang)可以獲得不(bu)受天氣、時(shi)間影響的(de)真北測量(liang)。