ARHS系列光纖陀螺儀的主要特點(diǎn):艾默優(yōu)ARHS系列采用高精度全數(shù)字保偏閉環(huán)光纖陀螺儀,相比傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀和MEMS陀螺儀,具有以下明顯優(yōu)勢(shì):1全固態(tài)設(shè)計(jì),無(wú)機(jī)械磨損:傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀依賴(lài)高速轉(zhuǎn)子,長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致軸承磨損,精度下降。ARHS系列采用光纖傳感,無(wú)旋轉(zhuǎn)部件,無(wú)摩擦損耗,壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上。2高精度與低漂移:采用保偏光纖和閉環(huán)控制技術(shù),降低溫度漂移和偏振誤差,零偏穩(wěn)定性?xún)?yōu)于0.01°/h。相比MEMS陀螺儀(漂移率通常>10°/h),ARHS系列更適合高精度導(dǎo)航和長(zhǎng)時(shí)間慣性測(cè)量。3大動(dòng)態(tài)范圍與快速響應(yīng):動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍可達(dá)±1000°/s,適用于高速運(yùn)動(dòng)載體(如戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈制導(dǎo))。啟動(dòng)時(shí)間<1秒,而機(jī)械陀螺儀通常需要幾分鐘預(yù)熱。4抗振動(dòng)與抗沖擊:全固態(tài)結(jié)構(gòu)使其能承受>1000g的機(jī)械沖擊,適用于工程機(jī)械、裝甲車(chē)輛等強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境。傳統(tǒng)機(jī)械陀螺在強(qiáng)振動(dòng)下易失準(zhǔn),而ARHS系列仍能保持穩(wěn)定輸出。5小型化與低功耗:采用集成光學(xué)器件和ASIC信號(hào)處理芯片,體積比傳統(tǒng)激光陀螺儀小50%,重量<500g。功耗<5W,適合車(chē)載、無(wú)人機(jī)等電池供電場(chǎng)景。智能手機(jī)VR盒子通過(guò)陀螺儀實(shí)現(xiàn)低成本頭部追蹤。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝
應(yīng)用場(chǎng)景的深度適配:船舶導(dǎo)航系統(tǒng):ARHS系列陀螺儀通過(guò)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償算法消除波浪擾動(dòng)對(duì)航向測(cè)量的影響,在3米浪高條件下仍能保持±0.1°的航向精度。其抗鹽霧腐蝕設(shè)計(jì)(IP68防護(hù)等級(jí))確保在海洋環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定工作,明顯提升船舶的自主避碰與航線規(guī)劃能力。智能駕駛與車(chē)載導(dǎo)航:在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中,ARHS系列陀螺儀的5ms解算周期可實(shí)時(shí)捕捉車(chē)輛急轉(zhuǎn)彎、顛簸路面等動(dòng)態(tài)工況下的角速度變化。結(jié)合慣性/視覺(jué)融合算法,其定位更新頻率達(dá)200Hz,較純GPS方案提升10倍,有效解決高架橋、地下車(chē)庫(kù)等場(chǎng)景的定位延遲問(wèn)題。隧道工程與地質(zhì)勘探:針對(duì)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)的復(fù)雜工況,ARHS系列陀螺儀通過(guò)振動(dòng)隔離支架與動(dòng)態(tài)濾波算法,可在10g加速度沖擊下保持±0.5°的傾角測(cè)量精度。其密封設(shè)計(jì)(防護(hù)等級(jí)IP68)支持在地下水位高、粉塵濃度大的環(huán)境中持續(xù)工作,為盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。高動(dòng)態(tài)慣導(dǎo)市場(chǎng)價(jià)格機(jī)械陀螺儀靠高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子維持姿態(tài),是早期導(dǎo)航主要部件。
作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車(chē)在單軌上行駛,能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺,能使安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上的照相機(jī)相對(duì)地面穩(wěn)定等等。作為精密測(cè)試儀器,陀螺儀器能夠?yàn)榈孛嬖O(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)普遍的,它在現(xiàn)代化的國(guó)家防護(hù)建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均占重要的地位。基本上陀螺儀是一種機(jī)械裝置,其主要部分是一個(gè)繞旋轉(zhuǎn)軸以極高角速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子裝在一支架內(nèi);在通過(guò)轉(zhuǎn)子中心軸XX1上加一內(nèi)環(huán)架,那么陀螺儀就可環(huán)繞平面兩軸作自由運(yùn)動(dòng);然后,在內(nèi)環(huán)架外加上一外環(huán)架,則這個(gè)陀螺儀有兩個(gè)平衡環(huán),可以環(huán)繞平面 [2]三軸作自由運(yùn)動(dòng),成為一個(gè)完整的太空陀螺儀(space gyro)。
陀螺儀的應(yīng)用場(chǎng)景,慣性導(dǎo)航,在航空航天事業(yè)中普遍應(yīng)用,配合GPS提高導(dǎo)航精度(感知方向/速度的改變),已知起始位置/朝向,將每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向與朝向,通過(guò)積分運(yùn)算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態(tài)計(jì)算,體感操作(和平精英)、手勢(shì)控制(Smart Car教育機(jī)器人)、空間音頻(Airpods)、頭部追蹤(VR/AR頭顯)、飛控(無(wú)人機(jī))、穩(wěn)定(穩(wěn)定器)。手機(jī)應(yīng)用:計(jì)步、攝像頭防抖、橫豎屏感應(yīng)切換、抬屏顯示、360°視圖顯示(可以根據(jù)手機(jī)的方位與角度查看不同視角,eg.星空APP)、搖一搖電動(dòng)平衡車(chē)依賴(lài)陀螺儀感知重心變化,維持車(chē)身直立。
光纖陀螺儀,從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,美國(guó)海軍研究辦公室希望發(fā)展一種比氦-氖環(huán)形激光陀螺儀的成本更低、制造流程更簡(jiǎn)單、精度更高的光纖角速度傳感器,也就是俗稱(chēng)的光纖陀螺。目前,較為常見(jiàn)的光纖陀螺儀是相敏光纖陀螺儀,通過(guò)測(cè)量在一個(gè)光纖線圈中的兩束反向傳播光束的相移以敏感載體轉(zhuǎn)動(dòng),從而計(jì)算出其角速率。因此,光纖陀螺儀的精度主要取決于其采用的光纖種類(lèi)和光電檢測(cè)系統(tǒng),偏值一般處于0.001度/時(shí)-0.0002度/時(shí)之間?,F(xiàn)在,光纖陀螺儀已經(jīng)被普遍應(yīng)用于魚(yú)雷、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、潛艇和航天器等。虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔內(nèi)置陀螺儀,追蹤頭部轉(zhuǎn)動(dòng)提升沉浸感。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝
陀螺儀利用角動(dòng)量守恒,保持方向穩(wěn)定,廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝
我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例,探討較簡(jiǎn)單的工作原理(圖1)。兩個(gè)正在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動(dòng),如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個(gè)角速率,就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直的科里奧利力,如圖中黃色箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移,位移大小與所施加的角速率大小成正比。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)部分的運(yùn)動(dòng)電極(轉(zhuǎn)子)位于固定電極(定子)的側(cè)邊,上面的位移將會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化,因此,在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個(gè)專(zhuān)門(mén)使用電路可以檢測(cè)的電參數(shù)。深圳慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝