2010年2月9日 星期二

蜂鳥直昇機後思維

最近同事買了有加陀螺儀的蜂鳥直昇機所以又把去年買的蜂鳥直昇機拿出來把玩!
玩過有陀螺儀之後在玩我那沒加的操控性差好多!
所以就對陀螺儀來了解了解!

陀螺儀,是一種用來感測與維持方向的裝置,基於角動量守恆的理論設計出來的。陀螺儀主要是由一個位於軸心可以旋轉的輪子構成。 陀螺儀一旦開始旋轉,由於輪子的角動量,陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀多用於導航、定位等系統。
特性
陀螺儀的兩個基本特性:一為定軸性(inertia or rigidity),另一是逆動性(precession),這兩種特性都是建立在角動量守恆的原則下。
定軸性
當陀螺轉子以極高速度旋轉時,就產生了慣性,這慣性使得陀螺轉子的旋轉軸保持在空間,指向一個固定的方向,同時反抗任何改變轉子軸向的力量,這種物理現象稱為陀螺儀的定軸性或慣性。 其慣性隨以下的物理量而改變:
轉子質量愈大,慣性愈大
轉子旋轉半徑愈大,慣性愈大
轉子旋轉速度愈大,慣性愈大。
逆動性
在運轉中的陀螺儀,如果外界施一作用或力矩在轉子旋轉軸上,則旋轉軸並不沿施力方向運動,而是順著轉子旋轉向前90度垂直施力方向運動,此現象即是逆動性。
逆動性的大小也有三個影響的因素:
外界作用力愈大,其逆動性也愈大;
轉子的質量慣性矩(moment of inertia)愈大,逆動性愈小;
轉子的角速度愈大,逆動性愈小。
而逆動方向可根據逆動性原理取決於施力方向及轉子旋轉方向。
現在MEMS製程的陀螺儀更有其應用面!
[微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS),其定義為一個智慧型微小化的系統,包含感測、處理或致動的功能,包含兩個或多個電子、機械、光學、化學、生物、磁學或其他性質整合到一個單一或多晶片上。]
從Wii出現使用微機電系統(MEMS)技術為基礎的三軸加速度感測器。任天堂的創舉不但讓遊戲機設計進入了一全新的階段,影響所及,越多越多的消費性電子產品,包括數位相機、筆記型電腦、手機也都開始計畫採用MEMS元件,以提供更佳的操控功能或創新應用。
再者若低成本陀螺儀(Gyroscopes)普遍應用的話,該元件可能很快在新一類消費性電子產品中,成為MEMS加速計(accelerometers)之外的另一個應用於動作感測(motion-sensing)的元件。而這樣的趨勢令人更加確信MEMS即將在手機和其它消費性電子產品中佔據一席之地。
一般來說,加速計感測線性動作(linear movement)。三軸加速計,如ADI的ADXL330,被整合進了任天堂的Wii遊戲機,用以感測三個平面上的線性動作。
而相較之下,陀螺儀用於感測圍繞某個軸發生的旋轉,與重力或線性動作無關。與加速計不同的是,陀螺儀測量偏航或者斜度。對於手機和遊戲機、數位視訊和數位相機穩定、3D遙控和“空中滑鼠(air mouse,在空中揮手就可以控制螢幕上的游標)”等具備價值的應用。

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