車智匯告訴你,陀螺儀的旋轉世界及汽車領域上的應用

2021-01-15 中國網

　　提到陀螺，很多人第一印象就是想到小時候自己玩過的一種叫作「陀螺」的娛樂玩具，為了讓這個陀螺立起來，就必須不斷地用外力抽打，可一旦失去外力的幫助，陀螺很快就倒下來，那大家知道為什麼陀螺在外力的作用下能夠立起來？陀螺在力的作用下發生慣性轉動，不但圍繞本身的軸線轉動，還圍繞一個垂直軸作錐形運動。而我們今天給大家介紹的陀螺儀，與陀螺有關，但是又大相逕庭。

　　在不受外力影響時，一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向是不會改變的，所以人們利用陀螺的力學性質所製成的各種功能的陀螺裝置稱為「陀螺儀」，陀螺儀主要用來傳感和維持方向，目前它在科學、軍事、技術、汽車、手機等領域都有著非常廣泛的應用。陀螺儀在工作時，只要給它一個外力，就能使它快速旋轉起來，一般能達到每分鐘幾十萬轉，而且可以長時間工作，然後用多種方法讀取軸所指示的方向，並自動將數據信號傳給相應的控制系統。

　　(圖片來源於網絡)

　　三軸陀螺儀和六軸陀螺儀的區別

　　陀螺儀主要分為「三軸陀螺儀」和「六軸陀螺儀」，三軸陀螺儀分別感應運動物體的Roll(左右傾斜)、Pitch(前後傾斜)、Yaw(左右搖擺)的全方位動態信息，而六軸陀螺儀是指三軸加速器(三軸加速器就是感應XYZ，即立體空間三個方向，前後左右上下軸向上的加速)和三軸陀螺儀的合稱，其中，三軸加速器是檢測橫向加速的，三軸陀螺儀是檢測角度旋轉和平衡的，合在一起也稱為「六軸傳感器」。

　　陀螺儀在汽車領域的主要應用有哪些？

　　1、測量汽車是否側翻

　　一般汽車發生側翻事故時，車輛的側翻檢測系統是通過讀取車輛的翻滾角度和翻滾速度來確定汽車是否處於側翻狀態，這時就需要陀螺儀這種測量角速度的傳感器，當汽車行駛時，陀螺儀可以對車輛的角速度和加速度進行監測，並通過特定的算法進行數據融合，最終得到汽車實時側傾角。如果監測到的側傾角超過限定值，系統會發出預警及提醒駕駛人員採取相應措施，從而達到預防汽車側翻事故的發生。

　　2、測量車輛的轉彎角度和轉彎角速度

　　汽車在轉彎時，車輪是以輪軸為中心做旋轉運動，此過程會產生離心力，在相同時間內，汽車轉彎的速度越快，角速度就越大，離心力也越大，一旦離心力過大，車輛極易衝出彎道或側滑，因此，為提高車輛在轉彎時的安全性，陀螺儀通過計算出四個車輪的轉彎角度和轉彎角速度，一旦超過規定的安全角度或轉彎角速度，系統就會提醒駕駛員在行車的過程中及時減速，確保彎道中行車安全。

　　3、測量急踩剎車、急踩油門

　　部分駕駛行為不好的司機通常喜歡急踩剎車、急踩油門，這樣易造成追尾事故，而且車輛在急加速或者急制動時會產生的強烈的衝擊力，陀螺儀就可以測量到車輛運動的加速度以及車輛相對於道路的傾角，由此判斷出司機是否存在急踩剎車、急踩油門的情況。此外，汽車在不斷做加速度運動時，車輛是往前傾斜的，陀螺儀感知到重心縱軸向前傾斜，通過測量繞車輛的重心軸的旋轉速度，得到一個車輛相對於道路的傾角，即旋轉角度，同時可以有效糾正車倆向前傾斜帶來的不利影響。

(責任編輯：解絢)

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