陀螺儀是用來測量平衡和轉速的工具，在載體高速轉動的時候，陀螺儀始終要通過自我調節，使得轉子保持原有的平衡，這一點是如何做到的？帶著這個問題，我們來看一下這個古老而又神秘的裝置的工作原理。
我把三個gimbal環用不同的顏色做了標記，底部三個軸向，rgb分別對應xyz。
假設現在這個陀螺儀被放在一艘船上，船頭的方向沿著+z軸，也就是右前方
現在假設，船體發生了搖晃，是沿著前方進行旋轉的搖晃，也就是桶滾。由於轉子和旋轉軸具有較大的慣性，只要沒有直接施加扭矩，就會保持原有的姿態。由於上圖中綠色的活動的連接頭處是可以靈活轉動的，此時將發生相對旋轉，從而出現以下的情形：
再次假設，船體發生了pitch搖晃，也就是俯仰。同樣，由於存在相應方向的可以相對旋轉的連線頭（紅色連線頭），轉子和旋轉軸將仍然保持平衡，如下圖：
最後假設，船體發生了yaw搖晃，也就是偏航，此時船體在發生水平旋轉。相對旋**生在藍色連線頭。如下圖：
最終，在船體發生pitch、yaw、roll的情況下，陀螺儀都可以通過自身的調節，而讓轉子和旋轉軸保持平衡。
現在看起來，這個陀螺儀一切正常，在船體發生任意方向搖晃都可以通過自身調節來應對。然而，真的是這樣嗎？
假如，船體發生了劇烈的變化，此時船首仰起了90度（這是要翻船的節奏。。。。），船體再次發生轉動，沿著當前世界座標的+z軸（藍色軸，應該正指向船底）進行轉動，那麼來看看發生了什麼情況。
現在，轉子不平衡了。它失去了自身的調節能力。那麼這是為什麼呢？
之前陀螺儀之所以能通過自身調節，保持平衡，是因為存在可以相對旋轉的連線頭。在這種情況下，已經不存在可以相對旋轉的連線頭了。
那麼連線頭呢？去了**？顯然，它還是在那裡，只不過是，連線頭可以旋轉的相對方向不是現在需要的按著+z軸方向。從上圖中，我們清楚地看到：
沒錯，三個連線頭，提供的自由度只對應了俯仰和偏航兩個自由度，橫滾自由度丟失了。這就是陀螺儀上的「萬向節死鎖」問題。
若計綠軸為x軸，紅軸為y軸，藍軸為z軸。那麼記為z軸為主軸，y軸為副軸，x軸為自由軸；繞z軸會影響到x，y軸；繞y軸會影響到x軸，繞x軸不會影響其他軸。
這種動態方式下的尤拉角（z,y,x）等價於靜態尤拉角(x,y,z）。
萬向節鎖死就是當某個旋轉之後，某個方向有兩個軸向，所以就去缺少乙個自由度，不能直接進行單一軸的旋轉到達某個位姿。所以只能間接地曲線（插值）到達。
陀螺儀工作原理
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