从平衡车谈陀螺仪的进动效应及相关原理

　　陀螺仪在今天的应用十分广泛。我们现在玩的很多体感游戏，离不开三轴陀螺仪的强悍支持，可以说没有三轴陀螺仪，就不配叫游戏。在一些油钻探设备中，陀螺仪能够取代磁强计，成为量测转速变化的一种可靠方法。同样的，在最近市场应用十分火热的平衡车中，陀螺仪也是不可或缺的。由此可见陀螺仪应用的广泛程度。那么，这到底是一个什么样的仪器呢？让我们通过分析平衡车上的陀螺仪，来看看这种神奇仪器的内在原理。

平衡车资料图

　　陀螺仪可算是非常复杂的物体，因为它们以独特的方式运动，甚至像在抵抗重力。一般的飞机要用约10多个陀螺仪，遍布在罗盘和自动驾驶仪等各个地方。俄罗斯米尔空间站曾使用11个陀螺仪保持其方向对准太阳。哈勃太空望远镜也安装了大量导航陀螺仪。同样，陀螺效应对溜溜球和飞盘等玩具也至关重要。

　　这种神秘的效应就是“进动”。一般情况下，进动的发生过程是：如果有一个陀螺仪正在旋转，而您施力转动它的自转轴，则陀螺仪反而会围绕与力轴成直角的轴转动。

　　总的来说，进动效应就是一旦开始旋转陀螺仪，它的轴就总是试图指往同一方向。只要将陀螺仪放在一套平衡环中，它就能持续指向同一方向。这也是陀螺罗经的基本原理。

　　如果在一个平台上装两个陀螺仪，并让它们的轴互成直角，然后把平台放入一套平衡环中，那么无论平衡环怎样转动，平台都将完全保持稳定。这是惯性导航系统的基本原理。这也是平衡车平衡的基本原理。

　　所以说，陀螺仪在平衡车中具有灵魂的作用。但是陀螺仪有航天用的陀螺仪，也有民用玩具用的陀螺仪。目前，国内的一些平衡车多数使用的是军工级的陀螺仪，在面对极度恶劣的情况下也能保证正常运作，这是平衡车最重要的安全保障。