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ジャイロスコープ



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Wikipedia

ジャイロスコープ(英語: gyroscope)とは、物体の角度(姿勢)や角速度あるいは角加速度を検出する計測器ないし装置。ジャイロと略されることもある(ジャイロセンサと呼ばれることもある)。

概要

船や航空機やロケットの自律航法に使用される。最近ではカーナビゲーションシステムや自動運転システム、慣性航法装置、ロボット、スマートフォン、デジタルカメラ、無人偵察機などでも用いられている。マルチコプターでも活用されており、ラジコン玩具として一般に市販されたものとしては初期のもののひとつであるキーエンスの「ジャイロソーサー」は同社の超小型ジャイロを応用した製品であった。ジャイロとはギリシャ語 gyros で、対応する日本語は「輪」である。近年ではMEMSにより小型化が進み、応用分野が広がっている。

歴史

こまを利用するものを発明したのは1817年ドイツのヨハン・ボーネンベルガーで、1832年にウォルター・R・ジョンソンが「ロタスコープ (rotascope)」と名付けた。1836年、スコットランドの数学者エドワード・サングが地球の自転の検出に使うことを提言した。その後、1852年にフランスのレオン・フーコーが地球の自転を証明しようと実験した際に呼んだ「ジャイロスコープ」の方が一般に広まったため、フーコーの発明品だとする記述もあるが、彼が発明したのはあくまで「名称」である。地球の自転の検出の方は製作技術の不足で失敗に終わった。ジャイロスコープが実用に至ったのは後の研究者によるもので、1865年頃の実験器具カタログに記載が見られる。ジャイロスコープのメカニズムに加えて、ジャイロモーメントによって常に一定の方位を示すような仕組みのあるジャイロコンパスができたのは1908年である。

20世紀には、こま以外の各種の方式(次節)が発明された。

原理

角(加)速度を検出する方法は大きく2つにわけることができ、

機械力学的な効果を利用する方法として、

  • いわゆるジャイロ効果を利用するもの(回転型)
  • 放射方向への振動やガス流に対する「見掛けの力」であるコリオリ力による影響を利用するもの(振動型、ガス型)

光学的な干渉を利用する方法として


 

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