陀螺仪的原理与使用(这回终于知道了什么是陀螺仪原理)
玩疯了创玩星球·小黄人的赛车梦
暑假来啦!
小黄人在家也是闲不住啊,
于是它打算去找嗨拆小队玩一天,
于是它来到了——
玩疯了创玩星球
来到玩疯了创玩星球,小黄人并不开心,
因为它正在犯愁……它想玩赛车游戏,
可是它觉得自己的手机太小了,
操作起来很不方便,
赛车比赛中,自己常常被人吊打,
小黄人感叹到自己的赛车梦要泡汤啦~
听了小黄人的感叹,
创玩星球嗨拆小队安慰着它——
没关系!
这个任务就教给我们吧!
没什么难题能够难倒我们!!!
接到小黄人的求救,
小黑猫和王煜博博士就动起手来,
解决小黄人的难题,帮助它实现赛车梦~
经过一番漫长的创作,
小黄人的游戏装备终于制作完毕啦!
拿到嗨拆小队为自己专门设计的游戏手柄,
小黄人立马就开心的玩了起来,
这回它的赛车梦想终于可以实现了。
要是你也觉得自己的手机太小,
玩起赛车游戏来特别不爽,
你也可以自己在家做一个哟!
可是看完视频,
我想很多小朋友或大朋友都会疑问:
为什么废纸壳做的
游戏手摆也能玩游戏呢?
对于这个问题,
小疯想说,这其中涉及了陀螺仪原理,
至于为什么,那还是交给包大人吧!
包大人讲科学:陀螺仪原理
包大人:
在讲解陀螺仪原理之前,
大家先来观察观察以下几张动图!
↓
大家注意到了吗?
在几张图中我们发现——
这些物体旋转起来,都极其稳定,
并且它们一直都在围绕着一个点在不停地运动。
就像我们的手机游戏中的赛车一样。
↓
就像一个陀螺一样↓
其实,这之中涉及的一个关键知识点叫陀螺仪原理。那么,什么是陀螺仪原理呢?
陀螺仪的原理就是——一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。
人们根据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫陀螺仪。
我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒,因为车轴有一股保持水平的力量。
陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。
其实除了自行车,
陀螺仪原理在我们的生活中,
运用得十分广泛,而且很重要~
陀螺仪原理在生活中的运用
陀螺仪器最早用于航海导航,
发展至今,陀螺仪原理
也在航空和航天事业中广泛运用。
基于陀螺仪原理制作出的陀螺仪器不仅可作为指示仪表,更重要的是它还能作为自动控制系统中的一个敏感元件,即可作为信号传感器。
根据需要,陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号,以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行。
作为稳定器,陀螺仪器能使列车在单轨上行驶,能减小船舶在风浪中的摇摆,能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。
作为精密测试仪器,陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。
1 在航空飞行领域的应用
飞机在飞行过程中,会出现不同程度的摇晃不定,总是处于一种不稳定的飞行状态。空中有各种乱流、有时重心设定的不太准确,稍微有差别,也会使飞机飞行不太稳定。
这时就使用陀螺仪增稳,飞机就会一直平稳的飞行,让飞行员感觉更容易操控飞机,做出各种动作也更加标准。
2 在车载导航设备中的应用
车载导航是通过接受GPS卫星信号定位,而隧道、桥梁、或是高层建筑物都会挡住这直接视线,使得导航系统无法工作。
大多数的同步卫星都是在人口密集的大都市的上空,所以当你远离城区时,导航系统的效果就不会太好了甚至根本就不能工作。这就是所谓的“导航盲区”。针对这个问题的解决之道,就得运用精准导航的陀螺仪了。
当陀螺仪应用到车载导航上,便大幅度提升了导航的精准度,它的作用体现在:
1、陀螺仪能在GPS信号不好时能继续发挥导航的作用并修正GPS定位不准的问题
2、陀螺仪能比GPS提供更灵敏准确的方向和速度
3、陀螺仪在上立交桥时更灵敏准确的识别
3 在无人机飞行控制系统中的应用
在目前的无人机实际制造与应用中,有的无人机产品是基于三轴陀螺仪和倾角传感器,来构成全姿态增稳控制系统的。
其中,三轴陀螺仪主要用来测量无人机在飞行过程中,陀螺仪测量得到的角速度信息用作增稳反馈控制,使飞机操纵起来变的更“迟钝”一些,从而利用倾角传感器测得飞机横滚角和俯仰角。
这种较为复杂的捷联算法,能够使姿态精度得到很大提高。
4 在照相/摄相领域的应用
当我们拍视频或拍照时,我们都知道,只有当手机或摄像机相对“稳定”我们才能拍出精美的画面或视频。而能够让“稳拍器”始终保持稳定的核心秘密就是“加速度和陀螺仪”传感器。
在手机中运用起陀螺仪稳定的基因,不管你的手左右晃动还是上下晃动,在稳拍神器的控制下你的“相机”就会雷打不动,从而拍出稳定的照片和画面。
5 在智能手机中的应用
陀螺仪的使用距离我们最近的就是我们的手机,陀螺仪在手机中的应用主要体现在以下几个方面:
1、导航。
2、可以和手机上的摄像头配合使用,比如防抖,在拍照时的维持图像的稳定,防止由于手的抖动对拍照质量的影响。
3、各类游戏的传感器,比如飞行游戏,体育类游戏,甚至包括一些第一视角类射击游戏,陀螺仪完整监测游戏者手的位移,从而实现各种游戏操作效果。
4、通过小幅度的倾斜,偏转手机,实现菜单,目录的选择和操作的执行。
(比如前后倾斜手机,实现通讯录条目的上下滚动;左右倾斜手机,实现浏览页面的左右移动或者页面的放大或缩小。)
5、可以帮助手机实现很多增强现实的功能。增强现实是才冒出的概念,和虚拟现实一样,是计算机的一种应用。通过手机的处理能力,让人们对现实中的一些物体有更深入的了解。
这回明白了吧!
关于陀螺仪原理是咋回事?
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