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(cong)力學的觀點(dian)(dian)近似的分析陀(tuo)(tuo)螺的運動(dong)(dong)時(shi)，可以(yi)(yi)把(ba)它(ta)看成是(shi)(shi)一(yi)個(ge)剛(gang)體(ti)，剛(gang)體(ti)上有一(yi)個(ge)萬向支點(dian)(dian)，而陀(tuo)(tuo)螺可以(yi)(yi)繞(rao)著這個(ge)支點(dian)(dian)作三個(ge)自由(you)度的轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)，所以(yi)(yi)陀(tuo)(tuo)螺的運動(dong)(dong)是(shi)(shi)屬于剛(gang)體(ti)繞(rao)一(yi)個(ge)定點(dian)(dian)的轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)運動(dong)(dong)。更確切(qie)地說，一(yi)個(ge)繞(rao)對(dui)稱軸高速旋轉(zhuan)(zhuan)的飛(fei)輪(lun)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)叫陀(tuo)(tuo)螺。將陀(tuo)(tuo)螺安裝在框架裝置上，使陀(tuo)(tuo)螺的自轉(zhuan)(zhuan)軸有角轉(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)的自由(you)度，這種裝置的總體(ti)叫做陀(tuo)(tuo)螺儀(yi)。

二、陀螺儀有什么用

陀螺儀作為一種角(jiao)運(yun)動檢(jian)測裝置，其(qi)應用相當廣(guang)泛，陀螺儀的作用主要有(you)：

1、導航

陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)自被發明開始就用于導航，如果(guo)配合(he)GPS，手機(ji)的導航定位(wei)能力將大大提升，如手機(ji)GPS定位(wei)導航、衛星三軸(zhou)陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)定位(wei)等，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)不(bu)僅可(ke)以作為(wei)指(zhi)示儀(yi)表，而更重要的是它可(ke)以作為(wei)自動控制系(xi)統中的一個(ge)敏感元(yuan)件，即可(ke)作為(wei)信號傳感器，根據需要，陀(tuo)螺(luo)(luo)儀(yi)器能提供準(zhun)確的方位(wei)、水(shui)平、位(wei)置、速度和加速度等信號。

2、穩定

陀螺(luo)儀(yi)作為穩(wen)定器，能使(shi)(shi)列車(che)在(zai)單軌上行駛，能減小船舶在(zai)風浪中的搖擺(bai)，能使(shi)(shi)安(an)裝在(zai)飛機(ji)或衛星上的照相機(ji)相對(dui)地面穩(wen)定，配合(he)手機(ji)的攝像頭，在(zai)拍照時的維持圖(tu)像的穩(wen)定，防止由于手的抖(dou)動對(dui)拍照質量(liang)的影響等。

3、測量

作為精密(mi)測試儀器(qi)(qi)，陀螺儀器(qi)(qi)能夠為地(di)面設施、礦山隧道、地(di)下(xia)鐵路、石油鉆探以及導彈發射井等提供準確(que)的(de)方位(wei)基準。

4、平衡

平衡(heng)車之所以能平衡(heng)，離不開陀螺儀，現(xian)在的(de)電(dian)(dian)動獨輪車里面(mian)的(de)陀螺儀也是一個(ge)電(dian)(dian)子元器件(jian)了，平衡(heng)車是靠電(dian)(dian)機驅動的(de)，采用陀螺儀與驅動電(dian)(dian)路控制(zhi)保持(chi)不倒。

5、游戲傳感

陀螺儀在手機方面，應用(yong)比較廣泛的(de)還是作(zuo)為游(you)戲(xi)傳感器使用(yong)，比如飛(fei)行游(you)戲(xi)，體(ti)育類游(you)戲(xi)，甚至包括一(yi)些第(di)一(yi)視(shi)角(jiao)類射擊游(you)戲(xi)，陀螺儀完整(zheng)監(jian)測(ce)游(you)戲(xi)者手的(de)位移，從(cong)而實(shi)現(xian)各種游(you)戲(xi)操作(zuo)效(xiao)果。

6、用作輸入設備

陀螺儀相當于一個立(li)體的(de)鼠標，通(tong)過小幅度的(de)傾斜，偏轉手機，實現菜(cai)單，目錄的(de)選擇和操作的(de)執行。（比如(ru)前后傾斜手機，實現通(tong)訊錄條目的(de)上下滾(gun)動；左右傾斜手機，實現瀏覽頁面(mian)(mian)的(de)左右移動或者頁面(mian)(mian)的(de)放(fang)大或縮小。）

三、陀螺儀的應用實例

1、隧道中心線測量

在隧(sui)道等(deng)挖掘工程中(zhong)，坑(keng)內的(de)(de)(de)中(zhong)心線(xian)測(ce)(ce)量(liang)(liang)一般采用難以保證精度(du)的(de)(de)(de)長距離導線(xian)。特別(bie)是進行盾構挖掘的(de)(de)(de)情(qing)況，從立坑(keng)的(de)(de)(de)短基(ji)準中(zhong)心線(xian)出發(fa)必須(xu)有(you)很(hen)(hen)高的(de)(de)(de)測(ce)(ce)角精度(du)和移站精度(du)，測(ce)(ce)量(liang)(liang)中(zhong)還要(yao)經(jing)常進行地(di)面和地(di)下的(de)(de)(de)對(dui)應檢(jian)(jian)查(cha)，以確保測(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)精度(du)。特別(bie)是在密集的(de)(de)(de)城(cheng)市地(di)區，不可能進行過多(duo)的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)作(zuo)業而(er)遇(yu)到困難。如果使(shi)用陀螺(luo)經(jing)緯儀可以得(de)到絕對(dui)高精度(du)的(de)(de)(de)方位基(ji)準，而(er)且可減少(shao)耗(hao)費很(hen)(hen)高的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)作(zuo)業（檢(jian)(jian)查(cha)點最少(shao)），是一種效(xiao)率很(hen)(hen)高的(de)(de)(de)中(zhong)心線(xian)測(ce)(ce)量(liang)(liang)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(ce)量的(de)方法(fa)有很(hen)多優越性：對天(tian)氣的(de)依賴少、云的(de)多少無關、無須復雜的(de)天(tian)文計算、在(zai)現場可以得到任意測(ce)線的(de)方向角(jiao)而容(rong)易計算閉合差。

3、日影計算所需的真北測定

在(zai)(zai)城市(shi)或近(jin)郊地區(qu)對高(gao)層建(jian)筑(zhu)有(you)日照或日影條件的(de)高(gao)度限制。在(zai)(zai)建(jian)筑(zhu)申請時，要(yao)附加日影圖。此日影圖是指(zhi)，在(zai)(zai)冬至(zhi)的(de)真太陽時的(de)8點到16點為(wei)基(ji)準(zhun)，進行為(wei)了計算、圖面(mian)繪制所(suo)需(xu)要(yao)的(de)高(gao)精度真北方向(xiang)測(ce)(ce)定。使用(yong)陀螺經(jing)緯儀測(ce)(ce)量(liang)可以獲得(de)不受天氣、時間影響的(de)真北測(ce)(ce)量(liang)。