撓性陀螺儀同框架式陀螺儀一樣，都有一個高速旋轉的剛體轉子，不同的是轉子由撓性接頭來支承，去除了支承軸上的摩擦乾擾力矩。撓性陀螺儀的種類較多，工程上使用較多的是一種單平衡環撓性轉子動力調諧陀螺儀。撓性陀螺儀具有體積小、重量輕、可靠性高、成本低、能夠消除支承摩擦等特點。撓性陀螺儀主要用於慣性導航系統，提供角速度等信息。
基本介紹
- 中文名：撓性陀螺儀
- 外文名：Flexible Gyroscope
- 主要特點：可消除支承摩擦
- 套用：主要用於慣性導航系統
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基本結構
撓性陀螺儀主要由陀螺轉子、撓性接頭、驅動電機、信號器和力矩器五大部分組成。
陀螺轉子為外緣向下延伸成環形凹槽的圓盤；撓性接頭一般採用整體式動力調諧式撓性接頭；驅動電機是一個磁滯馬達，其轉軸便是轉子的自轉軸；信號器由對稱安裝、反向串聯的兩個線圈及有關磁路組成；力矩器用來沿兩進動軸對轉子施加修正力矩或補償力矩。
基本原理
撓性陀螺儀在工程上較多採用單平衡環撓性轉子動力調諧陀螺儀，其撓性接頭配置如下圖所示。
撓性接頭由相互垂直的內外撓性軸和一個平衡環構成，內撓性軸由一對內扭桿組成，外撓性軸由一對外扭桿組成，內撓性軸將驅動軸與平衡環相連線，外撓性軸將平衡環與轉子相連。
內撓性軸線垂直於驅動軸線，外撓性軸線垂直於內撓性軸線，並與驅動軸交於一點。正常工作時，驅動電機高速旋轉，通過內撓性軸帶動平衡環轉動，平衡環再通過外撓性軸帶動陀螺轉子旋轉。
在無干擾的情況下，撓性陀螺儀的自轉軸與驅動軸在同一條軸線上；在受到干擾力矩或殼體轉動時，自轉軸和驅動軸便不在同一軸線上。
驅動軸與自轉軸（平衡環）之間的運動關係如下圖所示。其中XYZ為與殼體固連的坐標系，Z軸為驅動方向；
為與轉子固連的坐標系，
為自轉軸方向。
動力調諧撓性陀螺儀的運動方程為：
當對撓性陀螺儀實現調諧時，約等於0，且剩餘的正交彈性係數項的影響和f項的影響均可忽略，由此得到自由轉子陀螺儀方程（其中
）：
進一步可得到進動方程為：
特點
（1）體積小、結構簡單、重量輕、成本較低
（2）可靠性高
（3）工作準備時間短
（4）消除了摩擦等干擾因素的影響
（5）能夠承受的衝擊和加速度有限，穩定性不夠，壽命有限
