挠性陀螺仪同框架式陀螺仪一样,都有一个高速旋转的刚体转子,不同的是转子由挠性接头来支承,去除了支承轴上的摩擦干扰力矩。挠性陀螺仪的种类较多,工程上使用较多的是一种单平衡环挠性转子动力调谐陀螺仪。挠性陀螺仪具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低、能够消除支承摩擦等特点。挠性陀螺仪主要用于惯性导航系统,提供角速度等信息。
中文名:
挠性陀螺仪
外文名:
Flexible Gyroscope
主要特点:
可消除支承摩擦
应用:
主要用于惯性导航系统

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基本结构

挠性陀螺仪主要由陀螺转子、挠性接头、驱动电机、信号器和力矩器五大部分组成。
陀螺转子为外缘向下延伸成环形凹槽的圆盘;挠性接头一般采用整体式动力调谐式挠性接头;驱动电机是一个磁滞马达,其转轴便是转子的自转轴;信号器由对称安装、反向串联的两个线圈及有关磁路组成;力矩器用来沿两进动轴对转子施加修正力矩或补偿力矩。

基本原理

挠性陀螺仪在工程上较多采用单平衡环挠性转子动力调谐陀螺仪,其挠性接头配置如图1所示。
挠性接头由相互垂直的内外挠性轴和一个平衡环构成,内挠性轴由一对内扭杆组成,外挠性轴由一对外扭杆组成,内挠性轴将驱动轴与平衡环相连接,外挠性轴将平衡环与转子相连。
内挠性轴线垂直于驱动轴线,外挠性轴线垂直于内挠性轴线,并与驱动轴交于一点。正常工作时,驱动电机高速旋转,通过内挠性轴带动平衡环转动,平衡环再通过外挠性轴带动陀螺转子旋转。
在无干扰的情况下,挠性陀螺仪的自转轴与驱动轴在同一条轴线上;在受到干扰力矩或壳体转动时,自转轴和驱动轴便不在同一轴线上。
动力调谐挠性陀螺仪的运动方程为:
进一步可得到进动方程为:

特点

(1)体积小、结构简单、重量轻、成本较低
(2)可靠性高
(3)工作准备时间短
(4)消除了摩擦等干扰因素的影响
(5)能够承受的冲击和加速度有限,稳定性不够,寿命有限

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挠性陀螺仪 - 百纯百科