1 基本概念 陀螺仪（ gyroscope）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。在现实生活中，陀螺仪 发生的进动是在重力力矩的作用下发生的。 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 陀螺发展历史 1850年法国的物理学家莱昂傅科（ J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中的转 子（ rotor），由于惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字 gyro（旋转）和skopein （看）两字合为gyro scopei 一字来命名这种仪表。 18世纪欧拉建立的动力学方程和欧拉运动学方程，为陀螺运动的理论奠定了基础。但是制造 出一个实用的陀螺却经历了长时间的探索。19世纪中期，随着钢制外壳船舶的出现，原来所用的 磁罗盘不再适用，因而用陀螺导航的要求日益迫切。在第一次世界大战中，美国海军制成了陀螺 导航仪，并很快被其他国家所采用。随着航海和航空事业的发展，陀螺仪已成为不可缺少的精密 导航仪器。20世纪初出现了飞机的陀螺稳定器和自动驾驶仪。但直到1940年后，陀螺罗盘才完全 代替了磁罗盘，1950年出现了惯性导航系统。 不论制造得多么精密的陀螺，要完全消除轴承的摩擦力并使质心和支点重合是不可能的，因 而就会产生外加干扰力矩的作用，引起陀螺转子自转轴的缓慢进动，称为陀螺漂移。这时的进动 角速度称为漂移角速度。陀螺漂移角速度的大小是衡量陀螺精度高低的标志。为最大限度地减少 漂移，近代陀螺的研究课题主要是如何实现无干扰力矩的支承。主要途径是用电场力来代替支架， 实现无支承悬浮。如果转子是个标准的球形，则电场力通过其中心，从而实现无摩擦的悬浮。另刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 2 页 一个途径是用磁场力来实现转子的悬浮，但要求转子必须是用超导体制造的，才能使磁力线垂直 于球形转子的表面且不穿透它的表面。这就是近代电陀螺和磁陀螺的基本设想。 3 刚体陀螺仪结构 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。更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺 的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。 图1 陀螺仪结构 陀螺仪的基本部件有： 1) 陀螺转子(常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴 高速旋转，并见其转速近似为常值)； 2) 内、外框架(或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构)； 3) 附件(是指力矩马达、信号传感器、控制器等)。 4 陀螺仪工作原理 陀螺仪，是一个圆形的中轴的结合体。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。刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 3 页 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。 5 实验原理 陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位，是由于它的两个基本特性：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。 5.1 定轴性 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支 架上的 陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。如果我们以地球为基准， 则可以认为三自由度陀螺相对于地球运动，这种运动称为陀螺的假视运动或视在运动。视在运动 是陀螺稳定性的表现。 其惯性随以下的物理量而改变： 1）转子质量愈大，转动惯量I愈大； 2）转子旋转半径愈大，转动惯量I愈大； 3）转子旋转速度愈高，转动惯量I愈大； 5.2 进动性刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 4 页 在运转中的陀螺仪，如果外界施一作用或力矩在转子旋转轴上，则旋转轴并不沿施力方向运 动，而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动，此现象即是进动性。 进动性的大小也有三个影响的因素： 1）外界作用力愈大，其进动性也愈大； 2）转子的质量惯性矩（moment of inertia）愈大，进动性愈小； 3）转子的角速度愈大，进动性愈小； 而进动方向可根据进动性原理取决于施力方向及转子旋转方向。 6 实验系统性能 1）刚体陀螺仪  尺寸：200*200*200mm  重量: 1.6Kg 2）转子电机：直流无刷电机（双电机结构）； 3）电机转速：0~6000r/min（可调）； 4）电源  电压：DC +12V  电流：3A 7 实验系统特点 1）采用三自由度刚体陀螺结构，可进行完善的陀螺实验及演示；刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 5 页 2）转子电机采用高速无刷电机，转速平稳，寿命长； 3）转子采用双电机结构，保障了转子的对称性，并加大了转子驱动力矩，启动速度快； 4）配置有专用控制器，可以完成转子转速控制，方便实验； 8 实验操作 将刚体陀螺仪器平放在桌面上，仪器周转保留一定空间。 1）接通电源，打开开关； 2）设置转子转速：大、中、小； 3）启动陀螺，观察陀螺转子转速是否已经稳定； 4）定轴性实验 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支 架上的陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。 当陀螺转子高速旋转稳定后，手持基座分别绕刚体陀螺三个轴转动，观测刚体陀螺仪转子轴 的指向的变化。 分别改变转子转速大中小，观测陀螺转子轴的变化。 5）进动性实验 进动性是三自由度陀螺仪的一个基本特性。陀螺仪绕着与外力矩矢量相垂直的方向的转动， 叫做进动，其转动角速度叫做进动角速度。 进动角速度的方向取决于转子动量矩H和外力矩M的方向。外加力矩沿陀螺自转方向转动 90°即为进动角速度( )矢量方向。或者用右手定则记忆：从动量矩H沿最短路径握向外力矩M的 右手旋进方向，即为进动角速度方向。 通过控制器可改变转子飞轮正反转、转速，从而控制动量矩H的方向和大小，通过内框两侧 不同一侧加挂已知重量砝码，改变外力矩M的大小和方向，动量矩H为转子转动惯量和转速的乘 积，方向符合右手定则 进动角速度计算公式：ω=M/H sinθ 当θ=90°时，sinθ=1，所以 ω=M/H =M/Iωr 6）关闭电源，断开开关；刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 6 页 7）撤收仪器设备。 9 适用课程 惯性传感器原理、惯性导航原理、导航制导与控制、飞行控制原理、无人机实训实验、基础 力学、刚体力学、陀螺力学、理论力学、新型传感器原理及应用等。 10 注意事项 1）陀螺飞轮高速旋转时，不可用手触摸或试图阻止其转转； 2）实验系统工作时，尤其是陀螺转子处于高速旋状态下，必须有人在场； 3）刚体陀螺仪属于精密机械结构，操作中应当轻拿轻放，以免损坏设备。

本发明公开一种带水合反应器的复合吸收剂循环捕捉CO2的装置及方法，该装置包括煅烧?还原反应器(1)、冷凝器(2)、水合反应器(3)、空气反应器(4)、碳酸化反应器(5)、换热器(6)以及各部分之间的连接管道；该循环捕捉CO2的方法为：钙铜基复合吸收剂中的Ca(OH)2和CaO与进入碳酸化反应器的烟气反应，捕捉CO2；固体产物在煅烧?还原反应器中与通入其中的CH4反应，产生高浓度CO2；部分反应后的固体进入水合反应器改善孔隙结构，增强反应活性；活化后的复合吸收剂进入空气反应器完成铜基载氧体的再生。本发明使用钙循环耦合化学链工艺实现了低能耗捕捉烟气中的CO2，同时借助水合反应抑制吸收剂碳酸化性能衰退。

我国现在运行的压水堆核电厂发电效率约为 33％，核燃料放出热量的 2/3被作为废热排入海中，造成热污染；较先进的火力电厂的发电效率也仅 40％左右。而水作为人类最宝贵的不可替代的自然资源，水短缺问题正日益影响着全球的生态环境和社会、经济发展。海水淡化技术是解决水资源紧缺问题的一条有效 途径，世界各国也越来越重视这种新技术。低温多效蒸发海水淡化（LT-MED）技术预处理简单，工作温度低，传热效率高，系统操作弹性大，并可有效地利用锅炉等余热或其它低位热能，电厂实现水电联产，成为海水淡化的主流技术之一。 针对日产万吨级 LT-MED 设备国产化，开展了相关基础研究，对 LT-MED 蒸发器的水平管结构、材料及布置形式，在低温低压、管内外均发生相变条件下进行了传热和流动的试验研究，获得了水平管降膜蒸发的基础数据，并确定了管外海水喷淋参数和管内蒸汽参数对传热特性及管内流动阻力特性的影响，得到了传热准则关联式和阻力计算关联式；建立了低温多效海水淡化装置单效蒸发器的热力计算模型，运用实验关联式，考虑了海水喷淋密度、温度、盐度，以及管内蒸汽流量、压力对传热系数的影响，也考虑了水和海水的物性随温度或盐度的变化。研发的计算程序可获得蒸发器内部流动与传热各参数的分布，结果与黄骅电厂工程实际符合良好。还研发了 TVC-MED 热力计算，该程序可用于蒸发器和 MED 系统的结构设计和运行参数优化，具有重要的实用价值和学术价值。为我国自行设计、开发高效水平管降膜蒸发器奠定了理论和实验基础。 

本发明提供一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制装置，控制装置包括卸粮机构、控制机构和驱动机构，卸粮机构包括横向粮筒、竖向粮筒和卸粮口，控制机构包括逻辑门电路、位置传感器、总控开关、手柄开关及电源，驱动机构包括电机和油缸，控制机构通过驱动机构驱动横向粮筒转动，从而调节卸粮口的位置进行卸粮和回位。本发明还提供一种高位卸粮联合收割机的粮筒自动回位控制方法。本发明控制方法简单，易于实施，减少劳动量；既可以自动回位，也可以急停、切换为手动操作，可靠性强；自动回位功能极大缩短了回位时间，简化操作过程，提升了作业效率；本发明的控制器采用逻辑门电路，更适合工况恶劣的联合收割机，使用寿命长，可靠性高。

本发明属于气敏膜合成技术领域，更具体地，涉及一种基于微 滴预混和转印的气敏膜的并行合成装置及合成方法，该气敏膜并行合 成装置包括限位载物台、控制模块、三维滑台、微滴预混模块和微滴 转印模块，微滴预混模块采用阵列蠕动泵和阵列微滴针头相结合来实 现气敏原材料预混，微滴转印模块采用气密自动微量进样器、图像定 位摄像头和预制定位膜的基片共同协调实现转印过程中的定量微滴和 气敏膜的精准定位定形。本发明还公开了气敏膜的制备方法。

本发明涉及一种基于故障限流-快速储能协调控制的微电网暂态性能强化装置及方法，如下：当微 电网遭遇外部短路故障时，考虑故障位置的差异及高渗透功率的交互需求，某些故障工况下限流器和快 速储能装置的协调控制以提高微电网的故障穿越能力；对于某些特定的工况如微配电网联络线短路故障， 微电网必须从主网络断开时，故障限流器及快速储能装置的协调控制以保障微电网在并网与孤岛模式之 间实现平滑过渡。本发明可以在有效限制故障电流、减小微电网耦合点电压跌落的同时，也在

对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。

本发明公开了一种基于 CO2 激光器的自校准测量 SF6 浓度的装置及方法，运用波长可调谐 CO2 激光器，在传统光声光谱技术的基础上，检测两个不同波长的光声信号，并通过数据处理计算出 SF6 浓度。该装置成功实现了自校准的 SF6 浓度测量，避免了传统光声光谱技术中运用标准气标定检测系统的过程，从而排除了标定过程中气压、温度、缓冲气等因素对检测结果准确性的影响，从而提高了光声光谱技术的测量精度和实用性。此外该自校准

本发明涉及烟气污染物治理技术领域，旨在提供一种活性分子O3低温两步氧化烟气硫硝一体化脱除方法及装置。该方法包括：除尘后的烟气由烟道依次进入烟道反应器和湿法洗涤塔；活性分子O3分两个阶段参与反应：一部分由烟道反应器的前端喷入，将烟气中的NO氧化为NO2；剩余的由烟道反应器末端或湿法洗涤塔中段喷入，继续将烟气中的NO2氧化生成NO3或N2O5；硫氧化物与NO3或N2O5在湿法洗涤塔中被浆液一并吸收，实现硫硝污染物的一体化脱除；经处理后的烟气送入烟囱实现排放。本发明降低了脱硫脱硝系统的投资成本、实现了同时脱硫脱硝，系统跟随燃烧负荷调节灵活、工艺简单、脱硝效率90％以上、脱硫效率95％以上，废液可回收氮肥和硫元素，具有广阔的应用前景。

本成果涉及的是一种全尺度危险固体废弃物连续热解焚烧装置及焚烧过程，属于可燃危险固体废弃物处置及焚烧技术领域。该处置装置及研究平台的主要工艺设备，按照功能包括上料、热解燃烧、余热利用、烟气净化、烟气排放、电器控制监控系统和附件等七部分。 通过采用废弃物热解气化原理，废弃物在立式热解炉内欠氧条件下热解、气化，热解炉内气体温度控制在200-400℃左右，炉渣中心温度可达800-1100℃左右，将有机废弃物转化成可燃烧的CO和CH4等可燃成分和无机水蒸汽、酸性气体和炉渣，可燃气体进入混合室后，与切向进入的空气强烈混合后送入二次室燃烧，二次室出口烟气温度可达850-1100℃，烟气停留时间2-5s，烟气中有机物得以完全燃烧，同时抑制了不完全燃烧产物（焦油、烟炱和碳等）的产生，可达到减容的目的，也为烟气净化和灰渣回收创造成了条件；G-L换热器可实现补充热风助燃，充分余热利用；急冷塔雾化降温系在升温时、正常运行时、残烧时均能实现自动运行；布袋除尘器能实现有效自动除去烟气中小颗粒粉尘；活性炭喷射装置能有效吸附烟气中有害物质；当设备全部投入运行时，烟囱无黑烟，可另外设计新型热解、焚烧和烟气处理等工艺模块，并与已有设计模块融合，能够改造、升级和替换。 技术优势： 本成果将热解和高温焚烧技术优化组合，把低温气体和高温熔融结合起来，将废弃物的焚烧分为热解-预混-焚烧三步进行，实现热解焚烧、能量回收和烟气净化综合工艺流程和工艺条件，具有前瞻性，整体工艺无害化突出，减容性和资源化显著，物料适用性广泛，过程中不涉及危险反应介质和有毒有害溶剂，可实现“本质绿色化”。