≡× MENU

• داخلی
• ویندوز
• دیوارها
• پروژه ها
• ساختمان ها

ژیروسکوپ در مدل های رادیویی کنترل شده. نقاشی های ژیروسکوپ DIY. دایره المعارف فناوری ها و تکنیک ها. برای ساخت ژیروسکوپ به یک ژیروسکوپ الکترونیکی DIY نیاز داریم

ژیروسکوپ ها برای کاهش حرکات زاویه ای مدل ها در اطراف یکی از محورها یا تثبیت حرکت زاویه ای آنها طراحی شده اند. آنها عمدتاً در مدل های پرنده در مواردی که نیاز به افزایش پایداری رفتار دستگاه یا ایجاد مصنوعی آن است استفاده می شود. بیشترین استفاده (حدود 90٪) از ژیروسکوپ در هلیکوپترها یافت می شود طرح متعارفبرای تثبیت نسبت به محور عمودی با کنترل گام روتور دم. این به دلیل این واقعیت است که هلیکوپتر دارای ثبات ذاتی صفر در امتداد محور عمودی است. در هواپیماها، ژیروسکوپ می‌تواند چرخش، حرکت و زمین را تثبیت کند. مسیر عمدتاً در مدل‌های توربوجت تثبیت می‌شود تا از برخاست و فرود ایمن اطمینان حاصل شود - سرعت‌ها و فواصل برخاست بالا وجود دارد و باند فرودگاه معمولاً باریک است. گام در مدل هایی با پایداری طولی کم، صفر یا منفی (با تراز عقب) تثبیت می شود که باعث افزایش قدرت مانور آنها می شود. تثبیت رول حتی در مدل های آموزشی مفید است.

در هواپیماها و گلایدرهای کلاس ورزشی، ژیروسکوپ طبق الزامات FAI ممنوع است.

ژیروسکوپ از یک سنسور سرعت زاویه ای و یک کنترلر تشکیل شده است. به عنوان یک قاعده، آنها از نظر ساختاری ترکیب می شوند، اگرچه در ژیروسکوپ های مدرن قدیمی و "باحال" آنها در محفظه های مختلف قرار می گیرند.

بر اساس طراحی سنسورهای چرخشی، ژیروسکوپ ها را می توان به دو دسته اصلی مکانیکی و پیزو تقسیم کرد. به طور دقیق تر، اکنون چیز خاصی برای تقسیم وجود ندارد، زیرا ژیروسکوپ های مکانیکی به طور کامل از تولید خارج شده اند و منسوخ شده اند. با این وجود، ما اصل عملکرد آنها را نیز شرح خواهیم داد، البته فقط به خاطر عدالت تاریخی.

اساس یک ژیروسکوپ مکانیکی از دیسک های سنگینی تشکیل شده است که روی شفت یک موتور الکتریکی نصب شده اند. موتور به نوبه خود یک درجه آزادی دارد، یعنی. می تواند آزادانه حول محوری عمود بر محور موتور بچرخد.

دیسک های سنگینی که توسط موتور چرخانده شده اند، جلوه ژیروسکوپی دارند. هنگامی که کل سیستم شروع به چرخش حول محوری عمود بر دو محور دیگر می کند، موتور با دیسک ها در یک زاویه خاص منحرف می شود. بزرگی این زاویه متناسب با سرعت چرخش است (کسانی که علاقه مند به نیروهای ناشی از ژیروسکوپ هستند می توانند نگاه دقیق تری به شتاب کوریولیس در ادبیات تخصصی داشته باشند). انحراف موتور توسط یک سنسور ثبت می شود که سیگنال آن به واحد ارسال می شود پردازش الکترونیکیداده ها

توسعه فن آوری های مدرنتوسعه سنسورهای سرعت زاویه ای پیشرفته تری را ممکن کرد. در نتیجه، پیزوژیروسکوپ ها ظاهر شدند که اکنون به طور کامل جایگزین مکانیکی شده اند. البته هنوز از اثر شتاب کوریولیس استفاده می کنند، اما سنسورها حالت جامد هستند، یعنی هیچ قسمت چرخشی وجود ندارد. رایج ترین سنسورها از صفحات ارتعاشی استفاده می کنند. با چرخش حول یک محور، چنین صفحه ای شروع به انحراف در یک صفحه عرضی نسبت به صفحه ارتعاش می کند. این انحراف اندازه گیری شده و به خروجی سنسور فرستاده می شود و از آنجا توسط یک مدار خارجی برای پردازش های بعدی حذف می شود. بیشترین تولید کنندگان معروفسنسورهای مشابه موراتا و توکین هستند.

مثال طراحی معمولیسنسور سرعت زاویه ای پیزوالکتریک در شکل زیر آورده شده است.

در سنسورها طراحی مشابهاشکالی به شکل رانش دمای زیاد سیگنال وجود دارد (یعنی هنگام تغییر دما، ممکن است سیگنالی در خروجی سنسور پیزوالکتریک که در حالت ساکن است ظاهر شود). با این حال، مزایای دریافت شده در ازای آن بسیار بیشتر از این ناراحتی است. پیزوژیروها در مقایسه با نمونه های مکانیکی جریان بسیار کمتری مصرف می کنند، بارهای اضافه زیادی را تحمل می کنند (حساسیت کمتری نسبت به تصادفات دارند) و به آنها اجازه می دهد تا با دقت بیشتری به چرخش های مدل پاسخ دهند. در مورد مبارزه با رانش، در مدل های ارزان پیزوژیروس به سادگی یک تنظیم "صفر" وجود دارد و در مدل های گران تر - نصب اتوماتیک"صفر" توسط ریزپردازنده هنگام اعمال قدرت و جبران رانش توسط سنسورهای دما.

با این حال، زندگی ثابت نمی‌ماند و اکنون خط جدید ژیروسکوپ‌های Futaba (خانواده Gyxxx با سیستم "AVCS") در حال حاضر شامل سنسورهایی از Silicon Sensing Systems است که از نظر ویژگی‌های بسیار مطلوب با محصولات Murata و Tokin تفاوت دارند. سنسورهای جدید دارای رانش دمای کمتر، سطوح نویز کمتر، ایمنی در برابر لرزش بسیار بالا و محدوده دمای عملیاتی طولانی‌تر هستند. این با تغییر طراحی عنصر حسگر به دست می آید. این به شکل حلقه ای ساخته شده است که در حالت ارتعاش خمشی کار می کند. حلقه با استفاده از فوتولیتوگرافی مانند یک ریزمدار ساخته شده است، به همین دلیل است که سنسور SMM (ماشین میکرو سیلیکون) نامیده می شود. ما وارد جزئیات فنی نمی شویم؛ کسانی که کنجکاو هستند می توانند همه چیز را در اینجا پیدا کنند: http://www.spp.co.jp/sssj/comp-e.html. در اینجا فقط چند عکس از خود سنسور، سنسور بدون پوشش بالایی و قطعه ای از عنصر پیزوالکتریک حلقه وجود دارد.

ژیروسکوپ ها و الگوریتم های معمولی برای عملکرد آنها

معروف ترین تولیدکنندگان ژیروسکوپ امروزه Futaba، JR-Graupner، Ikarus، CSM، Robbe، Hobbico و غیره هستند.

حال بیایید به حالت‌های عملکردی که در اکثر ژیروسکوپ‌های تولید شده استفاده می‌شود نگاهی بیندازیم (در ادامه به هر مورد غیرعادی جداگانه نگاه خواهیم کرد).

ژیروسکوپ با حالت عملکرد استاندارد

در این حالت، ژیروسکوپ حرکات زاویه ای مدل را کاهش می دهد. ما این حالت را از ژیروسکوپ های مکانیکی به ارث برده ایم. اولین پیزوژیروسکوپ‌های مکانیکی عمدتاً در حسگرشان متفاوت بودند. الگوریتم کار بدون تغییر باقی ماند. ماهیت آن به موارد زیر خلاصه می شود: ژیروسکوپ سرعت چرخش را اندازه گیری می کند و تصحیح سیگنال فرستنده را فراهم می کند تا سرعت چرخش را تا حد امکان کاهش دهد. بلوک دیاگرام توضیحی در زیر آورده شده است.

همانطور که از شکل مشاهده می شود، ژیروسکوپ تلاش می کند تا هرگونه چرخشی، از جمله چرخش ناشی از سیگنال فرستنده را سرکوب کند. برای جلوگیری از این عوارض جانبی، توصیه می شود از میکسرهای اضافی روی فرستنده استفاده کنید تا با انحراف دستگیره کنترل از مرکز ، حساسیت ژیروسکوپ به تدریج کاهش یابد. چنین اختلاط ممکن است قبلاً در کنترلرهای ژیروسکوپ های مدرن پیاده سازی شده باشد (برای روشن شدن اینکه آیا وجود دارد یا نه، به مشخصات دستگاه و دفترچه راهنمای دستورالعمل نگاه کنید).

تنظیم حساسیت به چند روش اجرا می شود:

1. تنظیم از راه دور وجود ندارد. حساسیت روی زمین (توسط یک تنظیم کننده روی بدنه ژیروسکوپ) تنظیم می شود و در طول پرواز تغییر نمی کند.
2. تنظیم گسسته (ژیروسکوپ با نرخ دوگانه). روی زمین، دو مقدار حساسیت ژیروسکوپ (توسط دو تنظیم کننده) تنظیم شده است. شما می توانید در هوا انتخاب کنید مقدار مورد نظرحساسیت در امتداد کانال کنترل
3. تنظیم صاف. ژیروسکوپ حساسیت را متناسب با سیگنال در کانال کنترل تنظیم می کند.

در حال حاضر، تقریباً تمام پیزوژیروهای مدرن دارای تنظیم حساسیت صاف هستند (و می توانید با خیال راحت ژیروسکوپ های مکانیکی را فراموش کنید). تنها استثناء مدل های اصلی برخی از تولید کنندگان است که در آن حساسیت توسط یک تنظیم کننده روی بدنه ژیروسکوپ تنظیم می شود. تنظیم گسسته فقط با فرستنده های اولیه ضروری است (در جایی که کانال متناسب اضافی وجود ندارد یا نمی توان مدت زمان پالس را در یک کانال گسسته تنظیم کرد). در این مورد، یک ماژول اضافی کوچک را می توان در کانال کنترل ژیروسکوپ قرار داد که بسته به موقعیت سوئیچ ضامن کانال فرستنده گسسته، مقادیر حساسیت مشخصی را ایجاد می کند.

اگر در مورد مزایای ژیروسکوپ هایی صحبت کنیم که فقط حالت عملکرد "استاندارد" را اجرا می کنند، می توانیم توجه داشته باشیم که:

• چنین ژیروسکوپ هایی قیمت نسبتاً پایینی دارند (به دلیل سهولت اجرا)
• هنگامی که بر روی بوم دم هلیکوپتر نصب می شود، برای مبتدیان راحت تر است که به صورت دایره ای پرواز کنند، زیرا بوم نیازی به توجه زیادی ندارد (بوم خود با حرکت هلیکوپتر می چرخد).

ایرادات:

• در ژیروسکوپ های ارزان قیمت، جبران حرارتی به اندازه کافی خوب انجام نمی شود. لازم است "صفر" را به صورت دستی تنظیم کنید، که با تغییر دمای هوا می تواند تغییر کند.
• لازم است اقدامات اضافی برای از بین بردن اثر سرکوب سیگنال کنترل توسط ژیروسکوپ (اختلاط اضافی در کانال کنترل حساسیت یا افزایش سرعت جریان چرخ دنده فرمان) اعمال شود.

بس است نمونه های معروفتوصیف نوع ژیروسکوپ:

هنگام انتخاب یک چرخ دنده فرمان که به ژیروسکوپ متصل می شود، باید به موارد بیشتری اولویت داده شود. گزینه های سریع. این به شما این امکان را می دهد که به حساسیت بیشتری دست یابید، بدون خطر اینکه خود نوسانات مکانیکی در سیستم رخ دهد (زمانی که به دلیل تنظیم بیش از حد، خود چرخ ها شروع به حرکت از یک طرف به سمت دیگر می کنند).

ژیروسکوپ با حالت نگه داشتن جهتی

در این حالت موقعیت زاویه ای مدل تثبیت می شود. برای شروع کوچک است پیشینه تاریخی. اولین شرکتی که ژیروسکوپ با این حالت ساخت CSM بود. او حالت را Heading Hold نامید. از زمانی که این نام به ثبت رسید، شرکت های دیگر شروع به اختراع (و ثبت اختراع) خود کردند نام های مناسب. اینگونه بود که مارک های "3D"، "AVSC" (سیستم کنترل بردار زاویه ای) و دیگران به وجود آمدند. چنین تنوعی می‌تواند یک مبتدی را در سردرگمی جزئی فرو برد، اما در واقع وجود ندارد تفاوت های اساسیچنین ژیروسکوپی در حال کار نیست.

و یک نکته دیگر تمام ژیروسکوپ هایی که حالت Heading Hold دارند نیز از الگوریتم عملیاتی معمول پشتیبانی می کنند. بسته به مانوری که انجام می شود، می توانید حالت ژیروسکوپ را که مناسب ترین حالت است انتخاب کنید.

بنابراین، در مورد رژیم جدید. در آن، ژیروسکوپ چرخش را سرکوب نمی کند، بلکه آن را متناسب با سیگنال دسته فرستنده می کند. تفاوت آشکار است. این مدل بدون توجه به باد و عوامل دیگر دقیقاً با سرعت مورد نیاز شروع به چرخش می کند.

بلوک دیاگرام را بررسی کنید. نشان می دهد که از کانال کنترل و سیگنال سنسور، سیگنال خطای اختلاف (پس از جمع کننده) به دست می آید که به یکپارچه کننده تغذیه می شود. انتگرالگر سیگنال خروجی را تا زمانی تغییر می دهد که سیگنال خطا برابر با صفر شود. از طریق کانال حساسیت، ثابت ادغام، یعنی سرعت ماشین فرمان تنظیم می شود. البته توضیحات بالا بسیار تقریبی و دارای یکسری نادرستی است اما قرار نیست ژیروسکوپ بسازیم بلکه از آن استفاده کنیم. بنابراین، ما باید خیلی بیشتر علاقه مند باشیم ویژگی های عملیاستفاده از چنین وسایلی

مزایای حالت Heading Hold واضح است، اما من می خواهم به ویژه بر مزایایی که هنگام نصب چنین ژیروسکوپی روی هلیکوپتر ظاهر می شود (برای تثبیت بوم دم) تأکید کنم:

• در یک هلیکوپتر، یک خلبان تازه کار در حالت شناور عملاً نمی تواند روتور دم را کنترل کند
• نیازی به مخلوط کردن گام روتور دم با گاز نیست، که تا حدودی آماده سازی قبل از پرواز را ساده می کند.
• پیرایش روتور دم را می توان بدون بلند کردن مدل از روی زمین انجام داد
• انجام مانورهایی که قبلا دشوار بود (مثلاً ابتدا دم ​​پرواز کردن) ممکن می شود.

برای هواپیماها، استفاده از این حالت را نیز می توان توجیه کرد، به خصوص در برخی از اشکال پیچیده سه بعدی مانند "Torque Roll".

با این حال، باید توجه داشت که هر حالت عملیاتی ویژگی های خاص خود را دارد، بنابراین استفاده از Heading Hold در همه جا یک نوشدارویی نیست. در طول پرواز معمولی هلیکوپتر، به ویژه توسط افراد مبتدی، استفاده از عملکرد Heading Hold ممکن است منجر به از دست دادن کنترل شود. به عنوان مثال، اگر هنگام چرخش، بوم دم را کنترل نکنید، هلیکوپتر واژگون خواهد شد.

نمونه‌هایی از ژیروسکوپ‌هایی که از حالت Heading Hold پشتیبانی می‌کنند شامل مدل‌های زیر است:

جابجایی بین حالت استاندارد و Heading Hold از طریق کانال تنظیم حساسیت انجام می شود. اگر مدت زمان پالس کنترل را در یک جهت (از نقطه میانی) تغییر دهید، ژیروسکوپ در حالت Heading Hold و اگر در جهت دیگر باشد، ژیروسکوپ به حالت استاندارد تغییر خواهد کرد. نقطه میانی زمانی است که مدت زمان پالس کانال تقریباً 1500 میکرو ثانیه باشد. یعنی اگر دنده فرمان را به این کانال وصل می کردیم در حالت وسط قرار می گرفت.

به طور جداگانه، ارزش دارد که به موضوع چرخ دنده های فرمان مورد استفاده توجه شود. به منظور دستیابی به حداکثر اثراز Heading Hold، باید چرخ دنده های فرمان را با آن نصب کنید افزایش سرعتعملکرد و قابلیت اطمینان بسیار بالا هنگامی که حساسیت افزایش می یابد (اگر سرعت عملکرد دستگاه اجازه می دهد)، ژیروسکوپ شروع به جابجایی سروومکانیسم بسیار شدید، حتی با یک ضربه می کند. بنابراین دستگاه برای دوام طولانی و عدم خرابی باید دارای حاشیه ایمنی جدی باشد. اولویت باید به ماشین های به اصطلاح "دیجیتال" داده شود. حتی سرووهای دیجیتال تخصصی برای مدرن ترین ژیروسکوپ ها (به عنوان مثال Futaba S9251 برای ژیروسکوپ GY601) در حال توسعه هستند. به یاد داشته باشید که در زمین، به دلیل کمبود بازخورداز سنسور برخورد، اگر اقدامات اضافی انجام نشود، ژیروسکوپ قطعا ماشین فرمان را به موقعیت شدید می رساند، جایی که حداکثر بار را تجربه می کند. بنابراین، اگر ژیروسکوپ و دنده فرمان عملکردهای محدود کننده سفر را تعبیه نکرده باشند، دنده فرمان باید بتواند بارهای سنگین را تحمل کند تا زمانی که هنوز روی زمین است از کار نیفتد.

ژیروسکوپ های تخصصی هواپیما

برای استفاده در هواپیما برای تثبیت رول، ژیروسکوپ های تخصصی شروع به تولید کردند. تفاوت آنها با معمولی این است که یک کانال فرمان خارجی بیشتر دارند.

هنگامی که هر هواپیما توسط یک سرووی جداگانه کنترل می شود، هواپیماهای دارای تجهیزات کامپیوتری از عملکرد فلاپرون استفاده می کنند. اختلاط در فرستنده انجام می شود. با این حال، ژیروسکوپ هواپیما در مدل به طور خودکار انحراف در فاز هر دو کانال ایرلن را تشخیص می دهد و با آن تداخلی ندارد. و انحراف ضد فاز در حلقه تثبیت رول دخیل است - شامل دو جمع کننده و یک سنسور سرعت زاویه ای است. هیچ تفاوت دیگری وجود ندارد. اگر هواپيماها توسط يك سروو كنترل شوند، به يك ژيروسكوپ هواپيماي معمولي نيازي نيست. ژیروسکوپ های هواپیما توسط Hobbico، Futaba و دیگران ساخته شده اند.

در مورد استفاده از ژیروسکوپ در هواپیما باید توجه داشت که حالت Heading Hold در هنگام برخاستن و فرود نمی تواند مورد استفاده قرار گیرد. به طور دقیق تر، در لحظه ای که هواپیما با زمین برخورد می کند. این به این دلیل است که وقتی هواپیما روی زمین است، نمی‌تواند روی زمین بچرخد یا بچرخد، بنابراین ژیروسکوپ سکان‌ها را به یک موقعیت شدید فشار می‌دهد. و هنگامی که هواپیما از زمین بلند می شود (یا بلافاصله پس از فرود)، زمانی که مدل دارای سرعت بالایی است، انحراف شدید سکان ها می تواند شوخی بی رحمانه ای را به نمایش بگذارد. بنابراین، استفاده از ژیروسکوپ در هواپیما در حالت استاندارد به شدت توصیه می شود.

در هواپیما کارایی سکان و ایلرون با مجذور سرعت پرواز هواپیما متناسب است. با طیف وسیعی از سرعت ها که برای آکروباتیک پیچیده معمول است، لازم است این تغییر را با تنظیم حساسیت ژیروسکوپ جبران کرد. در غیر این صورت وقتی هواپیما شتاب می گیرد، سیستم به حالت خود نوسانی می رود. اگر بلافاصله سطح کارایی ژیروسکوپ را روی سطح پایین تنظیم کنید، در سرعت های پایین، زمانی که به طور خاص به آن نیاز است، اثر مطلوب را نخواهد داشت. در هواپیماهای واقعی، این تنظیم به صورت خودکار انجام می شود. شاید این اتفاق به زودی در مدل ها نیز رخ دهد. در برخی موارد، تغییر به حالت کنترل خود نوسانی مفید است - در سرعت های بسیار پایین پرواز هواپیما. بسیاری از مردم احتمالاً دیدند که چگونه برکوت S-37 یک شکل "Harrier" را در MAKS-2001 نشان داد. سطح دم افقی جلو در حالت خود نوسانی عمل می کند. ژیروسکوپ در کانال رول این امکان را برای هواپیما فراهم می کند که "روی بال متوقف نشود". جزئیات بیشتر در مورد عملکرد ژیروسکوپ در حالت تثبیت زمین هواپیما را می توان در مونوگراف معروف Ostoslavsky "Aerodynamics" بخوانید.

نتیجه گیری

در سال های اخیربسیاری از مدل های ارزان قیمت ژیروسکوپ های مینیاتوری ظاهر شده اند و امکان گسترش دامنه کاربرد آنها را فراهم می کند. سهولت نصب و قیمت های پاییناستفاده از ژیروسکوپ را حتی در مدل های آموزشی و رزمی رادیویی توجیه می کند. دوام ژیروسکوپ های پیزوالکتریک به حدی است که در صورت بروز حادثه احتمال آسیب رسیدن به گیرنده یا سروو بیشتر از ژیروسکوپ است.

هرکسی خودش تصمیم می گیرد که آیا توصیه می شود مدل های پرواز را با اویونیک مدرن اشباع کنیم. به نظر ما در کلاس های ورزشی هواپیماها، حداقل روی کپی، نهایتا ژیروسکوپ مجاز خواهد بود. در غیر این صورت، اطمینان از پرواز واقعی یک نسخه کاهش یافته مشابه با نسخه اصلی غیرممکن است اعداد مختلفرینولدز در هواپیماهای سرگرمی، استفاده از تثبیت کننده مصنوعی به شما امکان می دهد دامنه شرایط آب و هوایی پرواز را گسترش دهید، و در چنین بادهایی پرواز کنید زمانی که فقط کنترل دستیقادر به نگه داشتن مدل نیست.

ژیروسکوپ مکانیکی آنچنان دستگاه پیچیده ای نیست، اما عملکرد آن منظره بسیار زیبایی است. دانشمندان بیش از دویست سال است که در حال بررسی خواص آن هستند. می توان فکر کرد که همه چیز مطالعه شده است، زیرا مدت هاست پیدا شده است و کاربرد عملیو تاپیک باید بسته بشه

اما افراد مشتاقی وجود دارند که هرگز از این ادعا خسته نمی شوند که وقتی ژیروسکوپ کار می کند، وزن آن با چرخش در یک جهت یا در یک جهت یا در یک صفحه خاص تغییر می کند. علاوه بر این، نتایج به نظر می رسد که گویی ژیروسکوپ بر گرانش غلبه می کند. یا به اصطلاح منطقه سایه گرانشی را تشکیل می دهد. و در نهایت، افرادی هستند که می گویند اگر سرعت چرخش ژیروسکوپ به یک مقدار بحرانی خاص تجاوز کند، این دستگاه وزن منفی پیدا می کند و شروع به پرواز از زمین می کند.

با چی سر و کار داریم؟ احتمال پیشرفت در تمدن یا توهم شبه علمی؟

از نظر تئوری، تغییر وزن ممکن است، اما در سرعت های بالا که آزمایش آزمایشی آن در شرایط عادی غیرممکن است. اما افرادی هستند که ادعا می کنند که غلبه بر گرانش زمین را با سرعت چرخش تنها چند هزار دقیقه دیده اند. این آزمایش به آزمایش این فرضیه اختصاص دارد.

ویژگی های ساده ترین ژیروسکوپ خانگی.

همه قادر به مونتاژ ژیروسکوپ نیستند. غلتک خودکار یک ژیروسکوپ با وزن بیش از 1 کیلوگرم را مونتاژ کرد. حداکثر سرعتچرخش 5000 دور در دقیقه اگر اثر تغییر وزن واقعا وجود داشته باشد، در یک ترازو اهرمی قابل توجه خواهد بود. دقت آنها، با در نظر گرفتن اصطکاک در لولاها، در 1 گرم قرار دارد.

بیایید آزمایش را شروع کنیم.

ابتدا اجازه دهید ژیروسکوپ متعادل را به داخل بچرخانیم صفحه افقیدر جهت عقربه های ساعت فلایویل چرخان هرگز به طور کامل متعادل نمی شود زیرا نمی تواند کاملاً متعادل باشد. بله، و هیچ بلبرینگ ایده آلی وجود ندارد.

ارتعاش محوری و شعاعی از کجا می آید که به پرتو تعادل منتقل می شود؟ چه چیزی می تواند منجر به افزایش یا کاهش وزن خیالی شود؟ بیایید سعی کنیم چرخ طیار را در جهت دیگر بچرخانیم تا این نظریه را آزمایش کنیم که این جهت چرخش است که نقش اصلی را در یک گرفت گرانشی ایفا می کند. اما به نظر می رسد که معجزه هرگز رخ نخواهد داد.

اگر ژیروسکوپ را آویزان کنید و در آن بچرخانید چه اتفاقی می‌افتد صفحه عمودی? اما حتی در این مورد نیز هیچ تغییری در ترازو رخ نمی دهد.

تعدیل اجباری.

شاید در مدرسه یا مؤسسه چنین ساختاری به شما نشان داده شده است که تحرک اجباری را نشان دهید. اگر ژیروسکوپ را به عنوان مثال در یک صفحه عمودی در جهت عقربه های ساعت بچرخانید و سپس دوباره آن را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید، اگر از بالا نگاه کنید، اما در یک صفحه افقی، به نظر می رسد که بلند می شود. او اینگونه واکنش نشان می دهد تاثیرات خارجیو می کوشد تا محور و جهت چرخش خود را با محور و جهت چرخش در صفحه جدید ترکیب کند.

برخی از افرادی که به طور ناگهانی با این موضوع مواجه می شوند، درک اشتباهی از این روند پیدا می کنند. به نظر می رسد که یک ژیروسکوپ مکانیکی در صورت چرخاندن اجباری در هواپیمای دوم قادر به بلند شدن است و بنابراین فرضاً می توان یک موتور خلاقانه ایجاد کرد. در همان زمان ، ژیروسکوپ در اینجا فقط به این دلیل بالا می رود که از پایه چرخان دفع می شود و به نوبه خود از میز دفع می شود. در گرانش صفر، تکانه کل چنین ساختاری صفر خواهد بود.

مکانیکی ژیروسکوپ هامتفاوت هستند. ژیروسکوپ چرخشی به خصوص جالب است. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که جسمی که حول محور خود می چرخد ​​در فضا کاملاً پایدار است، اگرچه می تواند جهت خود محور را تغییر دهد. سرعت چرخش محور به طور قابل توجهی کمتر از سرعت چرخش لبه های ژیروسکوپ است. چرخاندن ژیروسکوپ شبیه به حرکت دادن یک فرفره روی زمین است. تفاوت بین فرفره و ژیروسکوپ در این است که فرفره در فضا آزاد است، در حالی که ژیروسکوپ در نقاط کاملاً ثابتی که در میله بیرونی قرار دارند می چرخد ​​و دارای محافظ است تا در صورت افتادن بتواند به چرخش خود ادامه دهد.

شما نیاز خواهید داشت

• - دو درب از قوطی ها
• - یک تکه لمینت
• - نوار برق
• - آجیل 6 عدد
• - محور یا میخ فولادی
• - پلاستیلین
• - چسب
• - 2 پیچ
• - سیم ضخیم
• - مته، فایل

دستورالعمل ها

1. با در دست داشتن این قطعات، می توانیم مونتاژ روتور را شروع کنیم. سوراخ هایی را دقیقاً در مرکز درب قوطی سوراخ می کنیم، ترجیحاً با همان میخی که از آن محور روتور را می سازیم. بعد، با استفاده از پلاستیک، مهره ها را روی درب می بندیم، می توانید بیش از شش قرار دهید، وزن در امتداد لبه روتور زمان چرخش آن را افزایش می دهد.
2. بعد محور را می سازیم. برای انجام این کار، مته برقی را به صورت گیره محکم کنید، میخ را بدون سر محکم کنید و با سوهان تیز کنید. به این ترتیب تیز کردن محور تا حد امکان نزدیک به مرکز محور قرار می گیرد. لازم است از هر دو طرف تیز شود.
3. بدون برداشتن محور تیز شده از مته، برای نخی که روتور را اجرا می کند، شیاری ایجاد می کنیم. روکش را با مهره ها با چسب به محور وصل می کنیم، اما از چیزی که زود سفت می شود استفاده نکنید. پوکسیپول به خوبی کار می کند. آجیل ها را با همان چسب بپوشانید.
4. اکنون مهمترین چیز ایجاد تعادل است. در حالی که چسب در حال خشک شدن است، باید وزنه ها را کاملاً در اطراف لبه درب قرار دهید. مته را (عمودی) روشن می کنیم، اگر روتور چرخان در یک جهت برخورد کند، مقداری بار به درستی قرار نمی گیرد. ما آن را درست می کنیم و دوباره امتحان می کنیم. آجیل ها را روی آن روغن کاری کنید و با درب دوم بپوشانید. نوار برق را به لبه های روتور می چسبانیم. خشکش کنیم خود روتور آماده است!
5. دو پیچ بلندتر را می گیریم، آنها را در یک گیره محکم می کنیم و سوراخ هایی را در آنها سوراخ می کنیم که روتور در آنها ثابت می شود. اکنون باید یک قاب بیرونی ایجاد کنیم. یک دایره از لمینت برش دهید. بهتر است از قبل آن را با قطب نما ترسیم کنید. بلافاصله خطوط عمودی و افقی را با زاویه 90 درجه بکشید. در داخل یک دایره کوچکتر برش می دهیم، اما به گونه ای که روتور در آنجا قرار می گیرد. در امتداد خطوط افقی سوراخ هایی برای پیچ ها در مقابل یکدیگر ایجاد می کنیم. پیچ ها را پیچ می کنیم. ما بین آنها محور ژیروسکوپ خود را قرار می دهیم. در عین حال، نمی توانید آن را خیلی محکم ببندید، در غیر این صورت اصطکاک سرعت چرخش را کاهش می دهد و هیچ چیز کار نمی کند. حدود 1 میلی متر از مسیر را بگذارید، اما به طوری که ژیروسکوپ از پیچ و مهره ها نیفتد. پیچ ها را به میله می چسبانیم تا لرزش آنها را از قاب باز نکند.
6. تنها چیزی که باقی می ماند نصب محافظ است. یک سیم ضخیم بردارید و آن را به صورت حلقه خم کنید. در محل خط افقی مشخص شده آن را به محصول خود وصل می کنیم. ژیروسکوپ آماده است. نخ را در اطراف محور می پیچیم و با کشیدن شدید آن، عملکرد آن را بررسی می کنیم.

ژیروسکوپ خانگی

ژیروسکوپ(از یونان باستان yupo "چرخش دایره ای" و okopew "نگاه") - یک جسم جامد به سرعت در حال چرخش، اساس دستگاهی به همین نام، که قادر به اندازه گیری تغییرات در زوایای جهت بدن مرتبط با آن نسبت به اینرسی است. سیستم مختصات، معمولا بر اساس قانون بقای گشتاور (تکانه).

خود نام "ژیروسکوپ" و نسخه کاری این دستگاه در سال 1852 توسط دانشمند فرانسوی ژان فوکو اختراع شد.

در میان ژیروسکوپ های مکانیکی، برجسته است ژیروسکوپ چرخشی- جسم جامد به سرعت در حال چرخش که محور چرخش آن قادر به تغییر جهت در فضا است. در این حالت، سرعت چرخش ژیروسکوپ به طور قابل توجهی از سرعت چرخش محور چرخش آن بیشتر می شود. ویژگی اصلی چنین ژیروسکوپی توانایی حفظ جهت ثابت محور چرخش در فضا در غیاب تأثیر لحظات نیروهای خارجی بر روی آن است.

برای ساخت ژیروسکوپ به موارد زیر نیاز داریم:

1. یک تکه لمینت;
2. پایین 2 عدد. از قوطی حلبی;
3. چوب فولادی;
4. پلاستیلین;
5. آجیل و/یا وزنه.
6. دو پیچ;
7. سیم (مس ضخیم);
8. پوکسیپول (یا چسب سخت کننده دیگر).
9. نوار برق;
10. موضوعات (برای شروع و چیز دیگر);
11. و همچنین ابزار: اره، پیچ گوشتی، هسته و غیره ...

ایده کلی به وضوح در شکل نشان داده شده است:

بیایید شروع کنیم:

1) لمینت را می گیریم و یک قاب 8 گوشه از آن برش می دهیم (در عکس 6 گوشه است). بعد، 4 سوراخ در آن سوراخ می کنیم: 2 (در انتها) در امتداد جلو، 2 در سراسر (همانطور در انتها)، عکس را ببینید. حالا بیایید سیم را به صورت حلقه خم کنیم (قطر سیم تقریباً برابر با قطر قاب است). بیایید 2 پیچ (پیچ و مهره) را برداریم و در انتهای آنها با یک بال یا یک هسته سوراخ کنیم (در بدترین حالت، می توانید آنها را با مته دریل کنید).

2) نیاز به جمع آوری بخش اصلی- روتور برای این کار دو ته یک قوطی حلبی بردارید و در مرکز آنها سوراخ ایجاد کنید. سوراخ در قطر باید با میله محور (که در آنجا وارد می کنیم) مطابقت داشته باشد. برای ساختن یک میله محور، یک میخ یا یک پیچ و مهره بلند بگیرید و انتهای آن را باید تیز کنید. برای تراز بهتر، میله را داخل مته فرو کنید و آن را مانند دستگاه با سوهان یا سوهان تیز کنید. سنگ آهناز 2 طرف خوب است که یک شیار روی آن برای پیچیدن با نخ ایجاد کنید. ما پلاستیک را روی یکی از دیسک ها پخش می کنیم و مهره ها و وزنه ها را در آن قرار می دهیم (اگر حلقه های فولادی دارید، بهتر است). حالا هر دو دیسک را به هم وصل می کنیم (مانند ساندویچ) و با میله محوری از سوراخ ها سوراخ می کنیم. کل چیز را با پوکسیپول (یا چسب دیگر) روغن کاری می کنیم، روتور خود را داخل مته قرار می دهیم و در حالی که پوکسیپول سفت می شود، دیسک را در مرکز قرار می دهیم (این مهمترین قسمت کار است). تعادل باید کامل باشد.

3) ما مطابق تصویر جمع می کنیم، حرکت آزاد روتور به بالا و پایین باید حداقل باشد (می توانید آن را احساس کنید، اما فقط کمی).

4) محافظ سیم نصب می کنیم، آن را با نخ یا چسب وصل می کنیم و ژیروسکوپ ما آماده است.

ژیروسکوپ خانگی

ژیروسکوپ(از یونان باستان yupo "چرخش دایره ای" و okopew "نگاه") - یک جسم جامد به سرعت در حال چرخش، اساس دستگاهی به همین نام، که قادر به اندازه گیری تغییرات در زوایای جهت بدن مرتبط با آن نسبت به اینرسی است. سیستم مختصات، معمولا بر اساس قانون بقای گشتاور (تکانه).

خود نام "ژیروسکوپ" و نسخه کاری این دستگاه در سال 1852 توسط دانشمند فرانسوی ژان فوکو اختراع شد.

ژیروسکوپ چرخشی- جسم جامد به سرعت در حال چرخش که محور چرخش آن قادر به تغییر جهت در فضا است. در این حالت، سرعت چرخش ژیروسکوپ به طور قابل توجهی از سرعت چرخش محور چرخش آن بیشتر می شود. ویژگی اصلی چنین ژیروسکوپی توانایی حفظ جهت ثابت محور چرخش در فضا در غیاب تأثیر لحظات نیروهای خارجی بر روی آن است.

برای ساخت ژیروسکوپ به موارد زیر نیاز داریم:

1. یک تکه لمینت;
2. پایین 2 عدد. از یک قوطی حلبی؛
3. چوب فولادی;
4. پلاستیلین;
5. آجیل و/یا وزنه.
6. دو پیچ;
7. سیم (مس ضخیم);
8. پوکسیپول (یا چسب سخت کننده دیگر).
9. نوار برق;
10. موضوعات (برای شروع و چیز دیگر);
11. و همچنین ابزار: اره، پیچ گوشتی، هسته و غیره ...

ایده کلی به وضوح در شکل نشان داده شده است:

بیایید شروع کنیم:

1) لمینت را می گیریم و یک قاب 8 گوشه از آن برش می دهیم (در عکس 6 گوشه است). بعد، 4 سوراخ در آن سوراخ می کنیم: 2 (در انتها) در امتداد جلو، 2 در سراسر (همانطور در انتها)، عکس را ببینید. حالا بیایید سیم را به صورت حلقه خم کنیم (قطر سیم تقریباً برابر با قطر قاب است). بیایید 2 پیچ (پیچ و مهره) را برداریم و در انتهای آنها با یک بال یا یک هسته سوراخ کنیم (در بدترین حالت، می توانید آنها را با مته دریل کنید).

2) شما باید قسمت اصلی - روتور را جمع آوری کنید. برای این کار دو ته یک قوطی حلبی بردارید و در مرکز آن ها را سوراخ کنید. سوراخ در قطر باید با میله محور (که در آنجا وارد می کنیم) مطابقت داشته باشد. برای ساختن یک میله محور، یک میخ یا یک پیچ و مهره بلند بگیرید و انتهای آن را باید تیز کنید. برای تراز بهتر، میله را داخل مته فرو کنید و آن را مانند ماشین، با سوهان یا سنگ زنی در دو طرف تیز کنید. خوب است که یک شیار برای پیچیدن با نخ روی آن ایجاد کنید. ما پلاستیک را روی یکی از دیسک ها پخش می کنیم و مهره ها و وزنه ها را در آن قرار می دهیم (اگر حلقه های فولادی دارید، بهتر است). حالا هر دو دیسک را به هم وصل می کنیم (مانند ساندویچ) و با میله محوری از سوراخ ها سوراخ می کنیم. کل چیز را با پوکسیپول (یا چسب دیگر) روغن کاری می کنیم، روتور خود را داخل مته قرار می دهیم و در حالی که پوکسیپول سفت می شود، دیسک را در مرکز قرار می دهیم (این مهمترین قسمت کار است). تعادل باید کامل باشد.

3) ما مطابق تصویر جمع می کنیم، حرکت آزاد روتور به بالا و پایین باید حداقل باشد (می توانید آن را احساس کنید، اما فقط کمی).

یک روز گفتگوی دو دوست یا بهتر بگوییم دوست دختر را تماشا کردم:

پاسخ: اوه، می دانید، من یک گوشی هوشمند جدید دارم، حتی یک ژیروسکوپ داخلی دارد

ب: آها بله من هم برای خودم دانلود کردم و ژیروسکوپ را یک ماه نصب کردم

پاسخ: اوم، مطمئنی که ژیروسکوپ است؟

ب: بله، یک ژیروسکوپ برای همه علائم زودیاک.

برای کاهش تعداد دیالوگ های این چنینی در جهان، پیشنهاد می کنیم بدانید ژیروسکوپ چیست و چگونه کار می کند.

ژیروسکوپ: تاریخ، تعریف

ژیروسکوپ وسیله ای است که دارای محور چرخش آزاد است و قادر است به تغییرات زوایای جهت بدنه ای که روی آن نصب می شود پاسخ دهد. هنگام چرخش، ژیروسکوپ موقعیت خود را بدون تغییر حفظ می کند.

خود این کلمه از یونانی آمده است gyreuо- چرخش و skopeo- تماشا کنید، مشاهده کنید. اصطلاح ژیروسکوپ برای اولین بار معرفی شد ژان فوکودر سال 1852، اما این دستگاه زودتر اختراع شد. این کار توسط یک ستاره شناس آلمانی انجام شد یوهان بوننبرگردر سال 1817

آنها اجسام جامدی هستند که با فرکانس بالا می چرخند. محور چرخش ژیروسکوپ می تواند جهت خود را در فضا تغییر دهد. گلوله های توپخانه چرخان، ملخ های هواپیما و روتورهای توربین دارای ویژگی های ژیروسکوپ هستند.

ساده ترین مثال ژیروسکوپ است بالایا سر نخ ریسی اسباب بازی کودکان معروف. جسمی که حول محور معینی می چرخد ​​که اگر ژیروسکوپ تحت تأثیر نیروهای خارجی و گشتاورهای این نیروها قرار نگیرد، موقعیت خود را در فضا حفظ می کند. در عین حال، ژیروسکوپ پایدار است و قادر به مقاومت در برابر تأثیر نیروهای خارجی است که تا حد زیادی با سرعت چرخش آن تعیین می شود.

به عنوان مثال، اگر سرسره را به سرعت بچرخانیم و سپس آن را فشار دهیم، سقوط نمی کند، بلکه به چرخش خود ادامه می دهد. و هنگامی که سرعت بالا به مقدار معینی کاهش می یابد، امتداد شروع می شود - پدیده ای که در آن محور چرخش یک مخروط را توصیف می کند و حرکت زاویه ای بالا در فضا تغییر جهت می دهد.

انواع ژیروسکوپ

انواع مختلفی از ژیروسکوپ وجود دارد: دوو سه درجه(جداسازی بر اساس درجات آزادی یا محورهای احتمالی چرخش)، مکانیکی, لیزرو نوریژیروسکوپ (جداسازی بر اساس اصل عملکرد).

بیایید به رایج ترین مثال نگاه کنیم - ژیروسکوپ چرخشی مکانیکی. در اصل، این یک بالای چرخش حول یک محور عمودی است که حول یک محور افقی می چرخد ​​و به نوبه خود در قاب دیگری که حول محور سوم می چرخد ​​ثابت می شود. مهم نیست که چگونه بالا را بچرخانیم، همیشه در حالت عمودی خواهد بود.

کاربردهای ژیروسکوپ

ژیروسکوپ ها به دلیل خواصی که دارند بسیار هستند کاربرد گسترده. آنها در سیستم های ثبات برای فضاپیماها، در سیستم های ناوبری برای کشتی ها و هواپیماها، در دستگاه های تلفن همراهو کنسول های بازی و همچنین تجهیزات ورزشی.

من تعجب می کنم که چگونه چنین دستگاهی می تواند در یک مدرن قرار گیرد تلفن همراهو چرا آنجا مورد نیاز است؟ واقعیت این است که ژیروسکوپ به تعیین موقعیت دستگاه در فضا و کشف زاویه انحراف کمک می کند. البته این گوشی دارای قسمت بالایی چرخان نیست.

این در عمل چگونه کار می کند؟ بیایید تصور کنیم که در حال انجام بازی مورد علاقه خود هستید. مثلا مسابقه. برای چرخاندن فرمان یک ماشین مجازی، نیازی به فشار دادن هیچ دکمه ای نیست، فقط باید موقعیت ابزار خود را در دستان خود تغییر دهید.

همانطور که می بینید، ژیروسکوپ ها دستگاه های شگفت انگیزی هستند که دارند خواص مفید. اگر نیاز به حل مشکل محاسبه حرکت ژیروسکوپ در زمینه نیروهای خارجی دارید، با متخصصان خدمات دانشجویی تماس بگیرید تا به شما کمک کنند تا سریع و کارآمد با آن کنار بیایید!

این محصول خانگی قبل از هر چیز برای کودکان خردسال جالب خواهد بود. به خصوص اگر آن را کنار هم قرار دهید. به طور کلی ساخت ژیروسکوپ چرخشی از وسایل بداهه است راه عالیلذت ببرید و مفید باشید وقت آزاد. با وجود پیچیدگی بصری کل ساختار، ساخت آن بسیار ساده است، زیرا در واقع، ژیروسکوپ یک صفحه معمولی است، فقط با یک "راز".

با این حال، اصل عملکرد ژیروسکوپ نیز بسیار ساده است: چرخ طیار در جهت عقربه های ساعت حول محور خود می چرخد، که به نوبه خود به حلقه متصل می شود و حرکات چرخشی را در صفحه افقی انجام می دهد. این حلقه به طور صلب در حلقه دیگری که حول محور سوم می چرخد ​​ثابت شده است. این تمام راز است.

فرآیند ساخت ژیروسکوپ مکانیکی چرخشی

از لوله پلاستیکیدو حلقه با عرض یکسان برش دهید. شما همچنین به یک بلبرینگ نیاز دارید که باید با چسب ابری پوشانده شود تا نچرخد. ما یک "قرص" چوبی را به حلقه داخلی فشار می دهیم، که در آن باید یک سوراخ در مرکز سوراخ کنید. میله فلزیبا انتهای نوک تیز

یک تکه لوله پلاستیکی را روی یک لبه میله قرار می دهیم (می توانید آن را از آن قرض بگیرید قلم توپی). حلقه پلاستیکی میله را دو سوراخ دریل می کنیم و با استفاده از لوله های فلزی با قطر بزرگتر آن را به محور چرخش بلبرینگ وصل می کنیم (می توانید از بخش هایی از آنتن تلسکوپی استفاده کنید).

در میان ژیروسکوپ های مکانیکی، برجسته است ژیروسکوپ چرخشی - بدنه سفت و سخت با سرعت چرخشمحور چرخش آن قابلیت تغییر جهت در فضا را دارد. در عین حال سرعت
چرخش ژیروسکوپ به طور قابل توجهی از سرعت چرخش محور آن فراتر می رود
چرخش ویژگی اصلی چنین ژیروسکوپی توانایی نگهداری است
جهت ثابت فضا از محور چرخش در غیاب
تأثیر لحظات نیروهای خارجی بر روی آن.

این ویدیو را حتما ببینید.
این یک ژیروسکوپ خریداری شده در فروشگاه است:

بله، از زباله)) ما نیاز داریم - 1. قطعه لمینت (من یک ضایعات از پدربزرگم پیدا کردم
بالکن)، 2. پایین و درب قوطی حلبی (لوبیا خورد و گرفت
jar) 3. چوب فولادی (سخت ترین قسمت - پیدا شده در خیابان)
4. پلاستیک (از خواهرم دزدیده شده) 5. آجیل و/یا وزنه 6. دو
پیچ، پانچ (چیزی تیز در انتها، یک جبل انجام می دهد، پدربزرگ همه چیز دارد)
6. سیم (مس ضخیم، پدربزرگم آن را پیدا کرد)) 7. پوکسیپول (یا سایر سخت شدن ها)
چسب، از پدربزرگم گرفتم)) 8. نوار برق (همانجا)) 9. نخ (برای شروع و چیزهای دیگر)
همچنین، نزد مادربزرگم)) و همچنین یک اره، یک پیچ گوشتی و غیره ...
ایده کلی در اینجا روشن است

سپس قسمت اصلی را جمع می کنیم - روتور (یا چیز دیگری)) پایین را می گیریم و
گردن (همسان هستند) یک سوراخ در آنها ایجاد می کنیم (در مرکز!!) سوراخ باید
به ضخامت یک چوب آهنی باشد
آن را تیز کنید تا تراز را بهتر کنید، میله را داخل مته قرار دهید
دستگاه، آن را با یک فایل از دو طرف تیز می کنیم، همچنین باید یک شیار برای آن ایجاد کنیم
نخ کارخانه ای (آن را در عکس پیدا خواهید کرد)) روی یکی از دیسک ها پلاستیک می پاشیم و
آن را با آجیل و سینک پر می کنیم (بالاخره هرکی حلقه فولادی داشته باشد
عالی) سپس هر دو دیسک را به هم وصل کنید (ساندویچ) و آنها را از سوراخ ها فشار دهید
axis همه چیز را با پوکسیپول روغن کاری کنید، آن را در مته قرار دهید و خداحافظ
کف پوکسی در حال سرد شدن است، دیسک را در مرکز قرار می دهیم (تا به آن ضربه نزنیم) این مهمترین چیز است
بخشی از کار باید کامل باشد.