Vad är en Gimbal?

En gimbal, även kallad en gimbalring, är en mekanisk anordning som består av två eller flera ringar monterade på axlar i vinklar mot varandra. Ett föremål monterat på en tre-ringskiva förblir horisontellt upphängd i ett plan mellan ringarna oavsett basens stabilitet. Gimbals har ett brett utbud av praktiska användningsområden, allt från film till flyg- och rymdapplikationer.

En gimbal kan användas för att hålla föremål jämnt i instabila miljöer - till exempel är många instrumentmonterade kopphållare gimbals. Gimbals är också oerhört värdefulla i ombord- och flygmiljöer, när mätinstrument som kronometrar och kompasser måste hållas i nivå med horisonten. Gimbals kan också användas för flyg- och rymdnavigering, eftersom de kan ställas in för att ge en stabil mätning från en specifik referenspunkt som jorden eller solen oavsett deras faktiska position i rymden. Gimbals som används i flyg- och rymdnavigering använder Euler-vinklar för att orientera ett objekt som ett rymdskepp.

När de används för flyg- och rymdnavigering konfigureras gimbals i uppsättningar av tre gyroskop som mäter tonhöjd , rullning och gäsp . Pitch hänvisar till rotationen av farkosten runt tväraxeln. I exemplet med ett flygplan pekas planets näsa upp för att öka tonhöjden och ner för att sänka det. Rull, även känd som bank, är rotationen av farkosten längs en längsgående axel, medan yaw hänvisar till rotation runt massans centrum. Gimbals är orienterade med en bas, till exempel månen, och gimbalvinklarna mäter farkostens position relativt basen.

Ibland kan ett tillstånd som kallas gimbal-lås inträffa, när mätkapaciteten för ett gimbal-system kan överskridas, vilket kräver att en operatör måste återställa klyftorna. Detta händer när en rotation längs en axel skriver ut en annan, till exempel när ett flygplan klättrar rakt upp i luften, vilket gör att alla avläsningar av gästen meningslösa eftersom de två axlarna är i linje i samma riktning. Gimbal-lås kan övervinnas med tillägg av ett redundant gyroskop.

Eftersom gimbals tillåter föremål att röra sig genom tre dimensioner, används de ofta i film för att återskapa plötsliga rörelser orsakade av turbulens eller grova hav. Gimbals förekommer också i situationer där ett objekt måste svänga eller svänga i stort, vilket ofta är fallet med filmkameror eller raketmotorer. Gimbals är oerhört användbara verktyg i ett brett spektrum av branscher.