陀螺的一般知识(1)

第一章陀螺的一般知识要求：陀螺及分类，陀螺特性及影响因素，表观运动；激光陀螺定义、原理。本节是重点。方法：实验、实例、分析(1)陀螺(gyroscope)：测量物体相对惯性空间转角或角速度的装置。种类：普通刚体转子陀螺、挠性陀螺、激光陀螺、光纤陀螺、粒子陀螺、低温超导陀螺等。刚体转子陀螺：能够绕一个支点高速旋转的物体。第一章陀螺的一般知识1.1概述(2)刚体转子陀螺结构：转子内框外框基座(2)刚体转子陀螺(3)刚体转子陀螺分类根据自转轴具有的自由度：两自由度陀螺、单自由度陀螺根据动力：电动、气动两自由度陀螺1.2两自由度陀螺的特性进动方向角动量矢量(或自转角速度矢量)沿最短途径转向外力矩矢量的方向。右手螺旋法则：将右手大拇指伸直，其余四指以最短路线从角动矢量方向握向外力矩矢量的方向，则大拇指的方向就是进动角速度矢量的方向ω=M/Hcosθ=M/JΩcosθ（1）转子自转角速度Ω越大，进动角速度越小，即Ω↑ω↓；（2）转子对自转轴的转动惯量J越大，进动角速度越小，即J↑ω↓；（3）外力矩M越大，进动角速度越大，即M↑ω↑；（4）自转轴与外框轴垂直时(θ=0)，进动角速度最小，即θ↓ω↓。影响进动性的因素框架自锁：如果θ=90°，自转轴与外框轴重合，陀螺失去一个转动自由度。“飞转”：当θ较大，或“框架自锁”时，陀螺在外力矩的作用下可能会绕内、外框轴高速转动。应尽量避免陀螺“飞转”。特殊情况章动－－当陀螺受到冲击力矩作用时，自转轴将在原来的空间方向附近作高频微幅园锥形振荡运动。频率很高，大于几百赫；振幅很小，小于角分量级；会很快衰减。两自由度陀螺在地球北极(或南极)，自转轴与地球自转轴垂直，则自转轴在水平面内相对地球子午面顺时针转动，每24小时转动一周。陀螺在地球赤道上陀螺在地球赤道上，自转轴与地平面垂直，则自转轴在垂直平面内相对地平面转动，每24小时转动一周。陀螺放在地球上任意纬度处，自转轴与地平面平行，朝向南北方向，则自转轴方向逐渐改变，相对地球作园锥轨迹运动，每24小时转动一周。陀螺自转轴与地球自转轴相互平行或重合时（不管陀螺在地球上什么地方），不存在相对运动。结论：不管陀螺在地球上什么地方，只要陀螺自转轴与地球自转轴不平行或不重合都存在相对运动。