¿Qué es un cardán?
Un cardán, también llamado anillo de cardán, es un dispositivo mecánico que consta de dos o más anillos montados en los ejes en ángulo recto entre sí. Un objeto montado en un cardán de tres anillos permanecerá suspendido horizontalmente en un plano entre los anillos, independientemente de la estabilidad de la base. Los gimbals tienen una amplia gama de usos prácticos que van desde la película hasta las aplicaciones aeroespaciales.
Se puede usar un cardán para mantener los objetos niveles en entornos inestables, por ejemplo, muchas titulares de tazas montadas en el tablero son gimbals. Los gimbals también son extremadamente valiosos en entornos de aeronaves y aeronaves, cuando los instrumentos de medición como cronómetros y brújulas deben mantenerse nivelados con el horizonte. Los gimbals también pueden usarse para la navegación aeroespacial, ya que se pueden establecer para proporcionar una medición estable desde un punto de referencia específico, como la tierra o el sol, independientemente de su posición real en el espacio. Gimbals empleados en la navegación aeroespacial utilizan ángulos de Euler para orientar un objeto como una nave espacialt.
Cuando se usa para la navegación aeroespacial, los gimbal se configuran en conjuntos de tres giroscopios que miden Pitch , roll y yaw . Pitch se refiere a la rotación de la nave alrededor del eje transversal. En el ejemplo de un avión, la nariz del avión apunta hacia arriba para aumentar el tono y bajar para bajarlo. El rollo, también conocido como el banco, es la rotación de la nave a lo largo de un eje longitudinal, mientras que la guiñada se refiere a la rotación alrededor del centro de la masa. Los gimbals están orientados con una base, por ejemplo, la luna, y los ángulos de cardán miden la posición de la nave en relación con la base.
Ocasionalmente, puede ocurrir una condición conocida como bloqueo de cardán , cuando se puede exceder las capacidades de medición de un sistema de cardán, lo que requiere que un operador reinicie los gimbals. Esto sucede cuando una rotación a lo largo de un eje escribe otro, por ejemplo, cuando un avión sube directamente hacia arribaEl aire, que hace que cualquier lectura de la guiñada sin sentido porque los dos ejes están alineados en la misma dirección. El bloqueo de cardán se puede superar con la adición de un giroscopio redundante.
Debido a que los gimbals permiten que los objetos se muevan a través de tres dimensiones, a menudo se usan en la película para recrear un movimiento repentino causado por turbulencia o mares agitados. Los gimbals también aparecen en situaciones en las que un objeto necesita pivotar o girar ampliamente, como suele ser el caso con las cámaras de películas o los motores de cohetes. Los gimbals son herramientas extraordinariamente útiles en una amplia gama de industrias.