Co to jest gimbal?

Gimbal, zwany również pierścieniem gimbalowym, jest mechanicznym urządzeniem składającym się z dwóch lub więcej pierścieni zamontowanych na osiach pod kątem prostym. Obiekt zamontowany na trzech pierścieniach Gimbal pozostanie poziomo zawieszony na płaszczyźnie między pierścieniami, niezależnie od stabilności podstawy. Gimbale mają szeroki zakres praktycznych zastosowań, od zastosowań filmowych po lotnisko.

Gimbal może być używany do utrzymania poziomu obiektów w niestabilnych środowiskach-na przykład wiele posiadaczy montowanych na pulpicie pulpitowych to gimbale. Gimbale są również niezwykle cenne w środowiskach pokładowych i samolotów, gdy pomiar instrumentów, takich jak chronometry i kompas, muszą być utrzymywane na poziomie z horyzontem. Gimbale mogą być również używane do nawigacji lotniczej, ponieważ można je ustawić w celu zapewnienia stabilnego pomiaru z określonego punktu odniesienia, takiego jak Ziemia lub Słońce, niezależnie od ich rzeczywistej pozycji w przestrzeni. Gimbals stosowane podczas nawigacji lotniczej wykorzystują kąt Euler, aby zorientować obiekt taki jak SpaceCraffT.

Przy użyciu do nawigacji lotniczej Gimbale są skonfigurowane w zestawach trzech żyroskopów mierzących Pitch , Roll i Yaw . Połączenie odnosi się do obrotu statku wokół osi poprzecznej. W przykładzie samolotu nos płaszczyzny jest skierowany w celu zwiększenia wysokości i w dół, aby go obniżyć. Roll, znany również jako bank, to rotacja statku wzdłuż osi podłużnej, a Yaw odnosi się do rotacji wokół środka masy. Gimbale są zorientowane na podstawę, na przykład Księżyc, a kąty gimbalowe mierzą pozycję statku w stosunku do podstawy.

Czasami może wystąpić warunek znany jako Gimbal Lock , gdy można przekroczyć zdolności pomiarowe układu gimbalowego, wymagając od operatora resetowania gimbalów. Dzieje się tak, gdy obrót wzdłuż jednej osi zapisuje inną, na przykład, gdy samolot wejdzie prosto w górępowietrze, czytając odcień bez znaczenia, ponieważ dwie osie są wyrównane w tym samym kierunku. Zamek gimbalowy można pokonać z dodaniem zbędnego żyroskopu.

Ponieważ gimbale pozwalają obiektom przejść przez trzy wymiary, są one często używane w filmie do odtworzenia nagłego ruchu spowodowanego turbulencjami lub szorstkim morzem. Gimbale pojawiają się również w sytuacjach, w których obiekt musi się szeroko obracać lub obracać, jak to często bywa w przypadku kamer filmowych lub silników rakietowych. Gimbale są wyjątkowo przydatnymi narzędziami w szerokiej gamie branż.