¿Cómo se llama el motor de este giroscopio eléctrico? ¿Cuál es el principio del motor?

El rotor de este accesorio de demostración de giroscopio no tiene energía. Cuando se usa para demostración, debe conectarse a un motor de alta velocidad para alcanzar una cierta velocidad, luego desconectarse y colocarse en la plataforma, y ​​luego. La demostración se basa en la inercia del rotor para seguir funcionando.

El giroscopio mecánico real de alta precisión es extremadamente complejo y la tecnología relacionada aún es confidencial (el grado militar requiere antiinterferencia, por lo que todavía se usan giroscopios mecánicos y todavía se usan nuevos giroscopios láser. (comercial aplicaciones como la aviación), la información publicada es sólo un modelo de principio relativamente simple. El giroscopio civil es en realidad un sensor de velocidad angular, que es sólo la aplicación más sencilla.

01 Giroscopio sin rodamiento de bolas

Es un giroscopio clásico. El uso de rodamientos de bolas como soporte es el método de soporte más antiguo y más utilizado. Los rodamientos de bolas dependen del contacto directo y tienen un gran par de fricción. La precisión del giroscopio no es alta y la velocidad de deriva es de unos pocos grados por hora. Sin embargo, funciona de manera confiable y todavía se usa en situaciones donde los requisitos de precisión no son altos. Un giroscopio de rotor libre (giroscopio de doble grado de libertad) puede medir dos ángulos de actitud confiando en los elementos sensores del ángulo del eje del anillo interior y exterior.

02 Giroscopio flotante líquido

También conocido como giroscopio flotante. El marco interior (anillo interior) y el rotor forman un conjunto de flotador cilíndrico o esférico sellado. El rotor gira a alta velocidad en el conjunto del flotador y el líquido flotante se llena entre el conjunto del flotador y la carcasa para generar la flotabilidad y amortiguación requeridas. Si la fuerza de flotación es igual al peso del conjunto del flotador, se llama girocompletamente flotante; si la fuerza de flotación es menor que el peso del conjunto del flotador, se llama giroscopio semiflotante. Debido al uso de soporte de flotabilidad, el momento de fricción se reduce y el giroscopio tiene mayor precisión, pero la fricción aún existe porque no se puede posicionar. Para compensar esta deficiencia, generalmente se agrega levitación magnética a la levitación líquida, es decir, el líquido flotante soporta el peso del conjunto de flotador y el empuje formado por el campo magnético se utiliza para hacer levitar el conjunto de flotador en el posición central. Además, la película de aire a presión dinámica formada entre el rotor giratorio de alta velocidad y el marco interior también se puede utilizar para soportar el rotor. Este método se denomina soporte de flotación de aire a presión dinámica. Los giroscopios flotantes de líquido modernos de alta precisión y un solo grado de libertad son a menudo giroscopios de triple flotación que utilizan levitación líquida, levitación magnética y levitación de aire a presión dinámica. Este giroscopio es más preciso que un giroscopio con rodamiento de bolas, con una velocidad de deriva de 0,01 grados/hora. Sin embargo, los giroscopios flotantes líquidos requieren una mayor precisión de procesamiento, un ensamblaje estricto y un control de temperatura preciso, por lo que el costo es mayor

03 Giroscopio electrostático

También conocido como giroscopio flotante eléctrico. Se instalan electrodos de alto voltaje distribuidos uniformemente alrededor del rotor hueco esférico de metal para formar un campo electrostático en el rotor, y la fuerza electrostática se utiliza para soportar el rotor giratorio de alta velocidad. Este método es un soporte esférico. El rotor no solo puede girar alrededor del eje de rotación, sino que también puede girar en cualquier dirección perpendicular al eje de rotación, por lo que es un tipo de giroscopio de rotor libre. El campo electrostático solo tiene fuerza de succión. Cuanto más cerca está el rotor del electrodo, mayor es la fuerza de succión, lo que hace que el rotor esté en un estado inestable. Se utiliza un conjunto de circuitos de soporte para cambiar la fuerza sobre el rotor y mantenerlo en la posición central. El giroscopio electrostático utiliza soporte sin contacto y sin fricción, por lo que tiene una alta precisión y una tasa de deriva tan baja como de 10 a 10 grados/hora. No puede soportar golpes y vibraciones mayores. Sus desventajas son una estructura y un proceso de fabricación complejos y un alto coste.

04 Giroscopio Flexible

Un giroscopio con un rotor montado sobre un dispositivo de soporte elástico. El giroscopio flexible más utilizado es el giroscopio flexible sintonizado dinámicamente. Consta de una varilla flexible interior, una varilla flexible exterior, un anillo de equilibrio, un rotor, un eje de transmisión y un motor. Se basa en el momento de reacción dinámica (momento giroscópico) generado durante el movimiento de torsión del anillo de equilibrio para equilibrar el momento elástico generado por el soporte de la varilla flexible, de modo que el rotor se convierte en un rotor libre sin restricciones. El giroscopio flexible es un elemento inercial que se desarrolló rápidamente en la década de 1960. Ha sido ampliamente utilizado en aviones y misiles debido a su estructura simple, alta precisión (similar a los giroscopios que flotan en líquido) y bajo costo.

05 Giroscopio Láser

Su principio estructural es completamente diferente al de los giroscopios anteriores. El giroscopio láser es en realidad un láser de anillo que no tiene un rotor mecánico giratorio de alta velocidad, pero utiliza tecnología láser para medir la velocidad angular de un objeto en relación con el espacio inercial y tiene la función de un giroscopio de velocidad. La estructura y funcionamiento del giroscopio láser son los siguientes: una cavidad triangular está hecha de materiales con un coeficiente de expansión térmica extremadamente pequeño.

Se instalan tres reflectores en cada vértice de la cavidad para formar un camino óptico cerrado. La cavidad se vacía, se llena con helio y gas neón y se equipa con electrodos para formar un generador láser. El generador láser produce dos rayos láser dirigidos en direcciones opuestas. Cuando el láser anular está en estado estacionario, la trayectoria óptica de los dos rayos láser alrededor del círculo es igual, por lo que la frecuencia es la misma, la diferencia entre las dos frecuencias (diferencia de frecuencia) es cero y las franjas de interferencia son cero. . Cuando el láser de anillo gira alrededor de un eje perpendicular al plano de la trayectoria óptica cerrada, la trayectoria óptica del haz de luz consistente con la dirección de rotación se extiende, la longitud de onda aumenta y la frecuencia disminuye; por lo que se produce una diferencia de frecuencia y se forman franjas de interferencia. El número de franjas de interferencia por unidad de tiempo es proporcional a la velocidad angular de rotación. La tasa de deriva del giroscopio láser es tan baja como 0,1 a 0,01 grados/hora. Es muy confiable y no se ve afectado por la aceleración lineal. Se ha utilizado en la navegación inercial de aviones y es un nuevo giroscopio prometedor.