1、繞一個(gè)支點(diǎn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的剛體稱為陀螺(top)。通常所說(shuō)的陀螺是特指對(duì)稱陀螺，它是一個(gè)質(zhì)量均勻分布的、具有軸對(duì)稱形狀的剛體，其幾何對(duì)稱軸就是它的自轉(zhuǎn)軸。由蒼蠅后翅(特化為平衡棒)仿生得來(lái)。在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下，陀螺會(huì)在不停自轉(zhuǎn)的同時(shí)，還繞著另一個(gè)固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn)，這就是陀螺的旋進(jìn)(precessiON)又稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)(gyroscopiceffect)。陀螺旋進(jìn)是日常生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，許多人小時(shí)候都玩過(guò)的陀螺就是一例。人們利用陀螺的力學(xué)性質(zhì)所制成的各種功能的陀螺裝置稱為陀螺儀(gyroscope)，它在科學(xué)、技術(shù)、軍事等各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。比如：回轉(zhuǎn)羅盤(pán)、定向指示儀、炮彈

2、的翻轉(zhuǎn)、陀螺的章動(dòng)、地球在太陽(yáng)(月球)引力矩作用下的旋進(jìn)(歲差)等。陀螺儀的定義陀螺儀的結(jié)構(gòu)陀螺儀的特性陀螺儀的功能分類陀螺儀的作用陀螺儀的定義利用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。利用其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。陀螺儀的結(jié)構(gòu)陀螺儀的裝置，一直是航空和航海上航行姿態(tài)及速率等最方便實(shí)用的參考儀表。從力學(xué)的觀點(diǎn)近似的分析陀螺的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把它看成是一個(gè)剛體，剛體上有一個(gè)萬(wàn)向支點(diǎn)，而陀螺可以繞著這個(gè)支點(diǎn)作三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以陀螺的運(yùn)動(dòng)是屬于剛體繞一個(gè)定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。更確切地說(shuō)，一個(gè)繞對(duì)稱鈾高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子叫陀螺。將陀螺安裝

3、在框架裝置上，使陀螺的自轉(zhuǎn)軸有角轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀，陀螺儀的基本部件有：(1)陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等拖動(dòng)方法來(lái)使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并見(jiàn)其轉(zhuǎn)速近似為常值)；(2)內(nèi)、外框架(或稱內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的結(jié)構(gòu))；(3)附件(是指力矩xx、信號(hào)等)。陀螺儀的特性：陀螺儀已經(jīng)被廣泛用在航空、航天和航海領(lǐng)域。這是由于它的兩個(gè)基本特性：一為定軸性，另一個(gè)是進(jìn)動(dòng)性，它們都建立在角動(dòng)量守恒的原則下。定軸性當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，若沒(méi)有任何外力矩作用在陀螺儀上時(shí)，陀螺儀的自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中的指向保持穩(wěn)定不變，即指向一個(gè)固定方向；同時(shí)

4、反抗任何改變轉(zhuǎn)子軸向的力量。這稱為陀螺儀的定軸性或穩(wěn)定性。其穩(wěn)定性隨以下的物理量而改變：1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大，穩(wěn)定性愈好；2、轉(zhuǎn)子角速度愈大，穩(wěn)定性愈好。所謂“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”，是描述剛體在轉(zhuǎn)動(dòng)中慣性大小的物理量。當(dāng)以相同的力矩分別作用在兩個(gè)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同剛體上，它們所獲得的角速度通常是不一樣的，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的剛體所獲得的角速度小，也就是保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的慣性大；反之，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的剛體所獲得的角速度大，也就是保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的慣性小。進(jìn)動(dòng)性當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),若外力矩作用于外環(huán)軸，陀螺儀將繞內(nèi)環(huán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸，陀螺儀將繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性，叫

5、做陀螺儀的進(jìn)動(dòng)性。進(jìn)動(dòng)角速度的方向取決于動(dòng)量矩H的方向（與轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)角速度矢量的方向一致）和外力矩M的方向，而且是自轉(zhuǎn)角速度矢量以最短的路徑追趕外力矩。這可以通過(guò)右手定則來(lái)判定。即伸直右手，大拇指與食指垂直，手指順著自轉(zhuǎn)軸的方向，手掌朝外力矩的正方向，然后手掌與4指彎曲握拳，則大拇指的方向就是進(jìn)動(dòng)角速度的方向。進(jìn)動(dòng)角速度的大小取決于外力矩M的大小和轉(zhuǎn)子動(dòng)量矩H的大小,其計(jì)算式為二M/H。進(jìn)動(dòng)性的大小也有三個(gè)影響的因素：1、外界作用力愈大，其進(jìn)動(dòng)角速度也愈大；2、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大，進(jìn)動(dòng)角速度愈??；3、轉(zhuǎn)子的角速度愈大，進(jìn)動(dòng)角速度愈小。陀螺儀的功能分類1.陀螺方向儀2.陀螺xx3. 陀螺穩(wěn)定器4、

6、陀螺穩(wěn)定平臺(tái)5. 速率陀螺儀6. 陀螺垂直儀陀螺儀的作用陀螺儀作為一種既古老而又很有生命力的儀器，從第一臺(tái)真正實(shí)用的陀螺儀器問(wèn)世以來(lái)已有大半個(gè)世紀(jì)，但直到今天，陀螺儀仍在吸引著人們對(duì)它進(jìn)行研究，這是它本身具有的特性所決定的。陀螺儀最主要的基本特性是它的穩(wěn)定性和進(jìn)動(dòng)性。人們從孩童時(shí)玩的地陀螺中早就發(fā)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺可以豎直不倒而保持與地面垂直，這就反映了陀螺的穩(wěn)定性。研究陀螺儀運(yùn)動(dòng)特性的理論是繞定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體動(dòng)力學(xué)的一個(gè)分支，它以物體的慣性為基礎(chǔ)，研究旋轉(zhuǎn)物體的動(dòng)力學(xué)特性。陀螺儀器最早應(yīng)用于航海導(dǎo)航。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它在航空和航天事業(yè)中也得以廣泛應(yīng)用。陀螺儀器不僅可用作指示儀表，它還可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件，即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào)，以便駕駛員或自動(dòng)導(dǎo)航儀來(lái)控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行，而在導(dǎo)彈、空間探測(cè)火箭或衛(wèi)星運(yùn)載器等航行體的制導(dǎo)中，則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。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。