陀螺仪原理

玩过陀螺的人都知道，陀螺在高速自由旋转时，它的旋转轴的指向是稳定不变的。陀螺仪就是根据这个原理制成的一种仪器，用于测量运动物体的角度、角速度和角加速度。 陀螺仪最早的应用是导航，起着与指南针一样的作用。导航陀螺仪旋转轴的稳定指向是靠高速旋转的陀螺的离心惯性维持的，就像指南针维持指向南北靠地磁维持一样。故称这种导航为惯性导航。 因为陀螺仪的指向可以任意设定，而不像指南针只是固定指向地球的南北磁极，所以后来陀螺仪的应用就拓展开来。凡是需要测量运动物体的角度、角速度和角加速度，都可以运用陀螺仪进行。最典型的应用就是三轴陀螺仪，用三个陀螺仪分别指向空间的X轴、Y轴和Z轴，测量飞行器的偏航、横滚和俯仰三个方向的角度参数，作为飞行器姿态调整和航行控制的依据，从而通过飞控系统对飞行器实施正确的控制。这个控制可以是人工的，也可以是计算机控制的无人自主飞行。

陀螺仪，是一种用来感测与维持方向的装置，基于「角动量守恒」的理论设计出来的。陀螺仪多用于导航、定位等系统，在地下管网检测中，也广泛应用陀螺仪进行三维定位检测。零偏科技主要由北京航空航天大学专业人员组成的研发团队，采用航空航天器的自主导航技术一- 惯性导航技术，引入惯性技术中的核心器件“陀螺”，自主研发的地下管线惯性定位仪（惯性陀螺仪），对地下管道的三维位置信息进行精准测量，具有五十多项自主知识产权与专利技术，是国内最早从事研发地下管线惯性陀螺仪的团队，很多技术达到了国际领先水平。最小管径可以测到40mm。

陀螺仪原理 ：高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。

陀螺仪原理是指陀螺仪工作的原理，螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪旋转现象解释：高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。

陀螺仪是一种机械装置，陀螺仪的种类很多，按用途来分，它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。那么陀螺仪原理是什么？下面一起来看看。 陀螺仪原理是什么 1、陀螺仪工作原理：螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。 2、现象解释：高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。 以上的就是关于陀螺仪原理是什么的内容介绍了。

　　指陀螺仪工作原理。螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。 　　现象解释：高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。

陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。 陀螺仪是在动态中保持相对跟踪状态的装置，由于其原理的复杂性，我们借助于图来看看陀螺仪的原理。

陀螺仪的原理是，旋转物体的转轴所指向的方向，在不受外力影响的情况下，是不会改变的。根据这个道理，人们用它来保持方向。然后通过各种方法读取轴指示的方向，数据信号自动传输到控制系统。我们骑自行车其实就是用这个原理。轮子转得越快，就越不容易掉下来，因为车轴有保持水平的力。现代陀螺仪是一种能精确确定运动物体方位的仪器。是现代航空、航海、航天和国防工业中广泛使用的惯性导航仪器。传统惯性陀螺仪主要有机械陀螺仪，机械陀螺仪对工艺结构要求较高。20世纪70年代，提出了现代光纤陀螺的基本思想。80年代以后，光纤陀螺发展非常迅速，激光谐振陀螺也有很大发展。光纤陀螺具有结构紧凑、灵敏度高、工作可靠等优点。光纤陀螺在许多领域已经完全取代了传统的机械陀螺，成为现代导航仪器中的关键部件。除了环形激光陀螺仪，同时还发展了光纤陀螺仪。

三轴陀螺仪原理三轴陀螺仪是一种利用陀螺效应原理的传感器，它可以测量物体在三个轴上的角速度。它由三个独立的陀螺仪组成，每个陀螺仪都可以测量物体在一个轴上的角速度。陀螺效应是一种物理现象，当一个物体在磁场中旋转时，它会产生一个电动势，这个电动势的大小取决于物体的角速度。三轴陀螺仪利用这一原理，通过测量物体在三个轴上的角速度，来计算物体的姿态。

三轴陀螺仪：同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。 单轴的只能测量一个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而3轴的一个就能替代三个单轴的。3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好，是激光陀螺的发展趋势。应用　　 三轴陀螺仪角速传感器还有加速度传感器不一定是陀螺仪，也许是单纯的加速度计呢。飞机、轮船或导弹中的指示仪，其核心部分就是定向指示仪，它是一个装在能自由转向的小框架上的小飞轮（陀螺啦）。在这个装置中，轴承的摩擦力矩很小，可以忽略不计。另一方面，刚体结构高度对称，其质心集中在连杆中心处。这样，当飞轮绕自身对称轴高速转动时，无论如何改变框架的方位，其中心轴的空间取向都始终保持不变。（专业说法是：定向指示仪所受到的合外力矩为零，其角动量守恒）这是定向指示仪的重要特性。 　　如果在飞机上装上三个定向指示仪，并使三个小飞轮的自转轴相互垂直，飞行员就可以通过飞轮轴相对于机身的指向来确定飞机的空间取向。船舶上装上定向指示仪，海员可用它来确定海轮的航向。鱼雷，火箭中也装有定向指示仪，起到自动导航的作用。在鱼雷前进的过程中，定向指示仪的轴线方向保持不变。当鱼雷因风浪等影响，前进方向改变时，鱼雷的纵轴与定向指示仪之间就出现了偏差，这时可启动有关器械改变舵的角度，使鱼雷回复到原来的前进方向。火箭中，则采用改变喷气方向的方法来校正飞行方向。 　　在工程上，陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪，机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高，结构复杂，它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来，现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。1976年 等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外，还有现代集成式的振动陀螺仪，集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度，体积更小，也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。 　　现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种，它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的：当光束在一个环形的通道中前进时，如果环形通道本身具有一个转动速度，那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时，在不同的前进方向上，光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化，如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度，这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪，如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉，也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度，就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出，干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小，所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度，而谐振式的陀螺仪在实现干涉时，它的光程差较大，所以它所要求的光源必须有很好的单色性。 　　2010年，苹果公司创新性地在新产品iPhone 4 中置入“三轴陀螺仪”，让iPhone的方向感应变得更加智能，从此手机也有了像飞机一样的“感应”，能够知道自己“处在什么样的位置”。编辑本段手机方面的应用　　最近两家技术研究机构对iPhone4内新增的MEMS 陀螺仪进行了详细的拍照研究，挖出了iPhone4新增陀螺仪的一些奥秘之处，这些机构同时还指出在苹果的另外一款新产品iPad平板电脑中本来也计划要 加入这种陀螺仪设计，不过后来由于某种原因放弃了这个计划，但有可能在下一代iPad中会加入这种功能。 　　UBMTechInsights网站经过研究发现iPhone4中所用的陀螺仪芯片其实是意法半导体公司的产品，这是一款三轴陀螺仪芯片，这家公司还同时为iPhone和iPad产品提供加速度传感器芯片。 　　TechInsights网站的高级分析师Steve Bitton则发现在苹果iPad机型的主板上，有一个空出的芯片位，这个空位的面积正好与iPhone4中陀螺仪芯片的大小相符合，同时空位的位置也正好设在加速度传感器芯片的旁边，而且同样靠近处理器芯片。 　　这个发现显示苹果原来本有计划在iPad上设置这种三轴陀螺仪，不过他们最后放弃了这个计划，也许将来他们会向iPad里加入这款芯片吧。 　　不过iPad主板上这个空位预留的针脚数目却与意法半导体为iPhone4开发的陀螺仪芯片不相吻合，而与另外一家厂商 InvenSense开发的同类功能芯片相吻合。 　　Gyroscope 　　“当苹果iPad刚刚上市时，InvenSense还是市场上独家能够提供三轴数字型陀螺仪芯片的厂商，因此当时苹果可能打算选用这家厂商的芯片。可见苹果确实曾经计划在iPad中加入陀螺仪芯片，不过最后放弃了这个计划而已。” 　　iFixit公司则更进一步，对iPhone4的陀螺仪内部结构进行了拍照分析，他们也发现这款芯片是意法半导体公司的产品，芯片的外壳封装上打有“ AGD1 2022 FP6AQ”的字样。而这款MEMS（微电机系统）陀螺仪芯片内部集成有微型电机系统，可用于测量手机的运动方向数据。 　　通过拍摄芯片的X光照片，研究人员发现这款芯片与意法半导体公司推出的 L3G4200D 非常相似，芯片内部包含有一块微型磁性体，可以在手机进行旋转运动时产生的科里奥力作用下向X,Y,Z三个方向发生位移，利用这个原理便可以测出手机的运动方向。而芯片核心中的另外一部分则可以将有关的传感数据转换为iPhone4可以识别的数字格式。 　　另外，iFixit 和 Chiwporks公司的网站上还放上了其它几种MEMS陀螺仪芯片的放大图片，感兴趣的读者可以欣赏一下：

高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于铅直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。 陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。

陀螺仪原理 螺旋仪是基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。 陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大，也可以说是角动量要够大。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。

陀螺仪测角度的工作原理：陀螺仪本身与引力有关，因为引力的影响，不均衡的陀螺仪，重的一端将向下运行，而轻的一端向上。在引力场中，重物下降的速度是需要时间的，物体坠落的速度远远慢于陀螺仪本身旋转的速度时，将导致陀螺仪偏重点，在旋转中不断的改变陀螺仪自身的平衡，并形成一个向上旋转的速度方向。如果陀螺仪偏重点太大，陀螺仪自身的左右互作用力也会失效。而在旋转中，陀螺仪如果遇到外力导致，陀螺仪转轮某点受力。陀螺仪会立刻倾斜，而陀螺仪受力点的势能如果低于陀螺仪旋转时速，这时受力点，会因为陀螺仪倾斜，在旋转的推动下，陀螺仪受力点将从斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角运行时，陀螺仪受力点的势能还在向下运行。这就导致陀螺仪到达斜上角时，受力点的剩余势能将会将在位于斜上角时，势能向下推动。而与受力点相反的直径另一端，同样具备了相应的势能，这个势能与受力点运动方向相反，受力点向下，而它向上，且管这个点叫“联动受力点”。当联动受力点旋转180度，从斜上角到达斜下角，这时联动受力点，将陀螺仪向上拉动。在受力点与联动受力互作用力下，陀螺仪回归平衡。扩展资料：陀螺仪的应用：1、隧道中心线测量：在隧道等挖掘工程中，坑内的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。特别是进行盾构挖掘的情况，从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度，测量中还要经常进行地面和地下的对应检查，以确保测量的精度。特别是在密集的城市地区，不可能进行过多的检测作业而遇到困难。如果使用陀螺经纬仪可以得到绝对高精度的方位基准，而且可减少耗费很高的检测作业（检查点最少），是一种效率很高的中心线测量方法。2、通视障碍时的方向角获取：当有通视障碍，不能从已知点取得方向角时，可以采用天文测量或陀螺经纬仪测量的方法获取方向角（根据建设省测量规范）。与天文测量比较，陀螺经纬仪测量的方法有很多优越性：对天气的依赖少、云的多少无关、无须复杂的天文计算、在现场可以得到任意测线的方向角而容易计算闭合差。3、日影计算所需的真北测定：在城市或近郊地区对高层建筑有日照或日影条件的高度限制。在建筑申请时，要附加日影图。此日影图是指，在冬至的真太阳时的8点到16点为基准，进行为了计算、图面绘制所需要的高精度真北方向测定。使用陀螺经纬仪测量可以获得不受天气、时间影响的真北测量。参考资料来源：百度百科-陀螺仪原理参考资料来源：百度百科-陀螺仪（角运动检测装置）参考资料来源：百度百科-陀螺仪传感器

比如航模的陀螺仪，陀螺仪内部有一个角速度传感器，及配套电路，将感受到的角速度转换成可用输出信号的传感器。机械类的陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。陀螺仪有两个基本特性：一为定轴性（inertia or rigidity），另一是进动性（precession），这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。

固态陀螺仪是一种用于测量旋转速度的传感器。它是通过测量固态陀螺内的微粒随着旋转而发生的相对位置变化来测量旋转速度的。固态陀螺通常由一个电子组件和一个机械组件组成。电子组件通常是一个线性光电检测器或硅压力传感器，用于检测微粒的相对位置变化。机械组件则包括一个旋转的平面镜和一个或多个微粒。当陀螺仪旋转时，微粒将相对于镜面移动，并在光电检测器上产生电信号。这个电信号的大小和频率取决于陀螺仪的转速。固态陀螺仪的优点在于它们稳定可靠，具有低噪声和高线性度。它们还不受环境温度变化的影响，并且可以在极端环境下使用。因此，它们广泛用于航空、航天、工业和汽车应用中。

　　对固定指施加电压，并交替改变电压，让一个质量块做振荡式来回运动，当旋转时，会产生科里奥利加速度，此时就可以对其进行测量；这有点类似于加速度计，解码方法大致相同，都会用到放大器。　　陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。 　　螺旋仪是一种用来传感与维持方向装置，基于角动量守恒理论设计出来的。陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。　　陀螺仪的装置，一直是航空和航海上航行姿态及速率等最方便实用的参考仪表。从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动。　　按照转子转动的自由度分成双自由度陀螺仪(也称三自由度陀螺仪)和单自由度陀螺仪(也称二自由度陀螺仪)。前者用于测定飞行器的姿态角，后者用于测定姿态角速度，因此常称单自由度陀螺仪为。

【陀螺仪原理是指陀螺仪工作的原理，螺旋仪是一种用来感测与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。 陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。 陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。】 基本介绍 中文名 ：陀螺仪原理 外文名 ：Gyroscope principle 构成 ：转子 功能 ：导航、定位等系统 现象解释,工作原理,套用实例, 现象解释 高速旋转的物体的旋转轴，对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且，旋转物体在横向倾斜时，重力会向增加倾斜的方向作用，而轴则向垂直方向运动，就产生了摇头的运动（岁差运动）。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时，由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力，陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以套用。 陀螺仪原理 陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。 工作原理 〖论述解释〗陀螺仪，是一个圆形的中轴的结合体。 陀螺仪原理 而事实上，静止与运动的陀螺仪本身并无区别，如果静止的陀螺仪本身绝对平衡的话，抛除外在因素陀螺仪是可以不依靠旋转便能立定的。 而如果陀螺仪本身尺寸不平衡的话，在静止下就会造成陀螺仪模型倾斜跌倒，因此不均衡的陀螺仪必然依靠旋转来维持平衡。 陀螺仪本身与引力有关，因为引力的影响，不均衡的陀螺仪，重的一端将向下运行，而轻的一端向上。 在引力场中，重物下降的速度是需要时间的，物体坠落的速度远远慢于陀螺仪本身旋转的速度时，将导致陀螺仪偏重点，在旋转中不断的改变陀螺仪自身的平衡，并形成一个向上旋转的速度方向。 当然，如果陀螺仪偏重点太大，陀螺仪自身的左右互作用力也将失效！。 而在旋转中，陀螺仪如果遇到外力导致，陀螺仪转轮某点受力。陀螺仪会立刻倾斜，而陀螺仪受力点的势能如果低于陀螺仪旋转时速，这时受力点，会因为陀螺仪倾斜，在旋转的推动下，陀螺仪受力点将从斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角运行时，陀螺仪受力点的势能还在向下运行。这就导致陀螺仪到达斜上角时，受力点的剩余势能将会将在位于斜上角时，势能向下推动。 而与受力点相反的直径另一端，同样具备了相应的势能，这个势能与受力点运动方向相反，受力点向下，而它向上，且管这个点叫“联动受力点”。 当联动受力点旋转180度，从斜上角到达斜下角，这时联动受力点，将陀螺仪向上拉动。 在受力点与联动受力互作用力下，陀螺仪回归平衡。 〖专业解释〗我们不用一个完整的轮框，我们用四个质点ABCD来表示边上的区域，这个边对于用图来解释陀螺仪的工作原理是很重要的。轴的底部被托住静止但是能够各个方向旋转。当一个倾斜力作用在顶部的轴上的时候，质点A向上运动，质点C则向下运动，如其中的子图1。因为陀螺仪是顺时针旋转，在旋转90度角之后，质点A将会到达质点B的位置。CD两个质点的情况也是一样的。子图2中质点A当处于如图的90度位置的时候会继续向上运动，质点C也继续向下。AC质点的组合将导致轴在子图2所示的运动平面内运动。一个陀螺仪的轴在一个合适的角度上旋转，在这种情况下，如果陀螺仪逆时针旋转，轴将会在运动平面上向左运动。如果在顺时针的情况中，倾斜力是一个推力而不是拉力的话，运动将会向左发生。在子图3中，当陀螺仪旋转了另一个90度的时候，质点C在质点A受力之前的位置。C质点的向下运动受到了倾斜力的阻碍并且轴不能在倾斜力平面上运动。倾斜力推轴的力量越大，当边缘旋转大约180度时，另一侧的边缘推动轴向回运动。 万向节陀螺仪 陀螺仪原理 实际上，轴在这个情况下将会在倾斜力的平面上旋转。轴之所以会旋转是因为质点AC在向上和向下运动的一些能量用尽导致轴在运动平面内运动。当质点AC最后旋转到大致上相反的位置上时，倾斜力比向上和向下的阻碍运动的力要大。　陀螺仪运动的特性是它拐弯的时候能够保持单轨设备的直上直下。比如说，有必要的话，消防汽缸压在一个很重的陀螺仪的轴上，就能保持其稳定。陀螺仪和万向节结合起来组成的万向节陀螺仪则是实际中最经常套用的。 各模上的陀螺仪 从上面我们可以看到，陀螺仪的关键是轴的不变性。这样的特性，看起来虽然简单，但能使用在许多不同的套用上。制导武器就是陀螺仪的最关键套用之一。在惯性制导中，陀螺仪是控制武器飞行姿态的重要部件，在剧烈变化的环境中，没有精心设计的陀螺仪用来保证稳定性和准确性，再好的控制规律也无法命中目标。除了制导之外，陀螺仪还能够套用在其他的尖端的科技上。比如说，著名的哈勃天文望远镜的3个遥感装置中每个都装有一个陀螺仪和一个备份。3个工作的陀螺仪是保证望远镜指向所必不可少的。 陀螺仪正是因为它的平衡的特性，已经成为了飞行设备中关键的部件，从航模、制导武器、飞弹、卫星、天文望远镜，无处没有它的身影，陀螺仪默默的工作保证了这些飞行设备能按照指定的方式去工作。 套用实例 隧道中心线测量 在隧道等挖掘工程中，坑内的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。特别是进行盾构挖掘（shield tunnel）的情况，从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度，测量中还要经常进行地面和地下的对应检查，以确保测量的精度。特别是在密集的城市地区，不可能进行过多的检测作业而遇到困难。如果使用陀螺经纬仪可以得到绝对高精度的方位基准，而且可减少耗费很高的检测作业（检查点最少），是一种效率很高的中心线测量方法。 陀螺仪原理 通视障碍时的方向角获取 当有通视障碍，不能从已知点取得方向角时，可以采用天文测量或陀螺经纬仪测量的方法获取方向角（根据建设省测量规范）。与天文测量比较，陀螺经纬仪测量的方法有很多优越性：对天气的依赖少、云的多少无关、无须复杂的天文计算、在现场可以得到任意测线的方向角而容易计算闭合差。 日影计算所需的真北测定 在城市或近郊地区对高层建筑有日照或日影条件的高度限制。在建筑申请时，要附加日影图。此日影图是指，在冬至的真太阳时的8点到16点为基准，进行为了计算、图面绘制所需要的高精度真北方向测定。使用陀螺经纬仪测量可以获得不受天气、时间影响的真北测量。