Радио удирдлагатай загвар дээрх гироскопууд. DIY гироскопын зураг

Эргэдэг гироскоп бол эргэлтийн тэнхлэг нь орон зайд чиг баримжаагаа өөрчлөх чадвартай, хурдан эргэдэг хатуу биет юм. Энэ тохиолдолд гироскопын эргэлтийн хурд нь түүний эргэлтийн тэнхлэгийн эргэлтийн хурдаас ихээхэн давсан байна.
Энэхүү гироскоп нь сансар огторгуй дахь эргэлтийн тэнхлэгт нөлөөлж буй гадны хүчний момент байхгүй үед ижил чиглэлийг хадгалах чадвартай.

Тодорхойгүй байна уу? Гироскоп хэрхэн ажилладаг талаар видеог үзээрэй.

Гироскопыг хэрхэн яаж хийх вэ

Бид үүнийг хиймэл аргаар хийх болно.

Танд хэрэгтэй болно:

• нэг хэсэг ламинат;
• 2 лаазны таг / ёроол;
• ган саваа;
• самар;
• 2 эрэг;
• цоолтуур;
• зэс утас;
• цавуу "Поксипол";
• тусгаарлагч соронзон хальс.

Ламинатаас үндсэн хүрээг хайчилж ав. Бид зэс утсыг цагираг хэлбэрээр нугалж, голын тусламжтайгаар эрэг дээр нүх гаргадаг.

Бид ган бариулыг хүссэн уртаар нь огтолж, үзүүрийг нь хурцлана. Та мөн утаснуудад ховил хийх хэрэгтэй.

Ротор

Лаазнаас хоёр таглааг нь бид голд нь нүх гаргадаг. Бид нэг бүрхэвч дээр plasticine тарааж, самар хавсаргана. Хоёр дахь тагийг хааж, саваа оруулна. Хоёр талдаа "Поксипол" -аар тосолж, цавуу хатуурах хүртэл дискийг өрөмд оруулах замаар голчлох шаардлагатай. Тэнцвэр төгс байх ёстой.

Бид гироскоп угсардаг. Ротор нь шураг хооронд бага зэрэг хөдөлж байх ёстой.

Утасны цагиргийг суурилуул. Бэлэн.

Сайтын материал дээр үндэслэн: sam0delka.ru

Механик гироскоп нь тийм ч төвөгтэй төхөөрөмж биш боловч түүний ажиллагаа нь үнэхээр үзэсгэлэнтэй юм. Түүний шинж чанарыг эрдэмтэд хоёр зуу гаруй жилийн турш судалж ирсэн. Энэ нь эрт дээр үеэс олдсон тул бүх зүйлийг судалж үзсэн гэж бодох болно практик хэрэглээмөн сэдэв хаалттай байх ёстой.

Гэхдээ гироскопыг ажиллуулах явцад нэг чиглэлд эсвэл тодорхой хавтгайд эргэлдэх үед жин нь өөрчлөгддөг гэдгийг батлахаас залхдаггүй урам зоригтой хүмүүс байдаг. Түүгээр ч барахгүй ийм дүгнэлтүүд нь гироскоп таталцлыг даван туулж байгаа мэт сонсогддог. Эсвэл таталцлын сүүдрийн бүс гэж нэрлэгддэг хэсгийг бүрдүүлдэг. Эцэст нь хэлэхэд, гироскопын эргэлтийн хурд нь тодорхой эгзэгтэй утгаас хэтэрсэн тохиолдолд энэ төхөөрөмж сөрөг жинтэй болж, дэлхийгээс холдож эхэлдэг гэж хэлдэг хүмүүс байдаг.

Бид юутай харьцаж байна вэ? Соёл иргэншлийн нээлт эсвэл хуурамч шинжлэх ухааны төөрөгдөл үү?

Онолын хувьд жинг өөрчлөх боломжтой боловч ийм өндөр хурдтай үед үүнийг хэвийн нөхцөлд туршилтаар баталгаажуулах боломжгүй юм. Харин дэлхийн таталцлыг хэдхэн мянган минутын эргэлтийн хурдаар даван туулахыг харсан гэж хэлэх хүмүүс байдаг. Энэхүү туршилт нь энэхүү таамаглалыг шалгахад зориулагдсан болно.

Хамгийн энгийн гар хийцийн гироскопийн шинж чанарууд.

Хүн бүр гироскоп угсарч чаддаггүй. Авто галзуу 1 кг-аас дээш жинтэй гироскоп угсарсан. Хамгийн их эргэлтийн хурд нь 5000 эрг / мин. Жингийн өөрчлөлтийн нөлөө үнэхээр байгаа бол балансын жин дээр мэдэгдэхүйц байх болно. Нугасны үрэлтийг харгалзан тэдгээрийн нарийвчлал нь 1 гр дотор байна.

Туршилтаа эхлүүлцгээе.

Эхлээд тэнцвэртэй гироскопыг цагийн зүүний дагуу хэвтээ хавтгайд эргүүлнэ. Эргэдэг нисдэг дугуй нь хэзээ ч бүрэн тэнцвэрждэггүй, учир нь үүнийг төгс тэнцвэржүүлэх боломжгүй юм. Мөн төгс холхивч гэж байдаггүй.

Тэнцвэрийн цацрагт очдог тэнхлэгийн болон радиаль чичиргээ хаанаас гардаг вэ? Үүний үр дүнд жингийн төсөөлөл нэмэгдэж, буурах боломжтой юу? Эргэлтийн чиглэл нь тоглодог гэсэн онолыг шалгахын тулд нисдэг дугуйг нөгөө чиглэлд эргүүлж үзье. тэргүүлэх үүрэгтаталцлын хиртэлтэд. Гэхдээ гайхамшиг тохиолдохгүй бололтой.

Гироскопыг босоо хавтгайд өлгөж эргүүлбэл юу болох вэ? Гэхдээ энэ тохиолдолд жингийн өөрчлөлт байхгүй.

Албадан давшилт.

Магадгүй сургууль эсвэл институт дээр албадан давшилтыг харуулах ийм тохиргоог танд үзүүлсэн байх. Хэрэв та гироскопыг жишээлбэл босоо хавтгайд цагийн зүүний дагуу тайлж, дараа нь цагийн зүүний дагуу дахин эргүүлбэл, хэрэв та дээрээс харвал аль хэдийн хэвтээ хавтгайд байгаа бол энэ нь хөөрөх болно. Тиймээс энэ нь гадны нөлөөнд хариу үйлдэл үзүүлж, эргэлтийн тэнхлэг, чиглэлийг шинэ хавтгайд эргүүлэх тэнхлэг, чиглэлтэй хослуулахыг эрмэлздэг.

Энэ сэдэвтэй гэнэт таарсан зарим хүмүүс энэ үйл явцын талаар буруу ойлголттой байдаг. Мм, механик гироскопыг хоёр дахь хавтгайд хүчээр эргүүлэх боломжтой бөгөөд ингэснээр шинэлэг хөдөлгүүр бүтээх боломжтой юм шиг санагддаг. Үүний зэрэгцээ, гироскоп нь зөвхөн эргэлдэх индэрээр түлхэгдэж, улмаар хүснэгтээр түлхэгддэг тул энд босдог. Жингүйдлийн хувьд ийм загварын нийт импульс тэг болно.

Гироскопууд нь аль нэг тэнхлэгийн эргэн тойронд загваруудын өнцгийн шилжилтийг багасгах эсвэл тэдгээрийн өнцгийн шилжилтийг тогтворжуулахад зориулагдсан. Төхөөрөмжийн тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх эсвэл зохиомлоор бий болгох шаардлагатай тохиолдолд тэдгээрийг ихэвчлэн нисдэг загварт ашигладаг. Гироскопууд нь ердийн нисдэг тэрэгнүүдийн сүүлний роторын давирхайг хянах замаар босоо тэнхлэгтэй харьцуулахад тогтворжуулахад хамгийн их ашиглагддаг (ойролцоогоор 90%). Энэ нь нисдэг тэрэгний босоо тэнхлэгийн дагуух дотоод тогтвортой байдал тэгтэй байгаатай холбоотой юм. Нисэх онгоцонд гироскоп нь өнхрөх, чиглүүлэх, давирхайг тогтворжуулах боломжтой. Аюулгүй хөөрөх, буухын тулд курс нь голчлон турбожет загварт тогтворждог - өндөр хурдтай, хөөрөх зайтай, хөөрөх зурвас нь ихэвчлэн нарийхан байдаг. Бага, тэг эсвэл сөрөг уртааш тогтвортой байдал (арын төвлөрөлтэй) загваруудад давирхай нь тогтворжсон бөгөөд энэ нь маневрлах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Roll нь сургалтын загвар дээр ч тогтворжуулахад ашигтай байдаг.

Спортын ангиллын онгоц, планер дээр гироскопыг FAI-ийн шаардлагаар хориглодог.

Гироскоп нь өнцгийн хурд мэдрэгч ба хянагчаас бүрдэнэ. Дүрмээр бол тэдгээр нь бүтцийн хувьд нэгдмэл байдаг, гэхдээ хуучирсан, түүнчлэн орчин үеийн "сэрүүн" гироскопууд дээр өөр өөр тохиолдолд байрлуулсан байдаг.

Эргэлтийн мэдрэгчийн дизайны дагуу гироскопыг механик ба пьезо гэсэн хоёр үндсэн ангилалд хувааж болно. Илүү нарийн хэлэхэд, одоо хуваах онцгой зүйл байхгүй, учир нь механик гироскопууд хуучирсан тул бүрэн зогссон. Гэсэн хэдий ч бид зөвхөн түүхэн шударга ёсны төлөө л тэдний үйл ажиллагааны зарчмыг бичих болно.

Механик гироскопийн үндэс нь цахилгаан моторын гол дээр суурилуулсан хүнд дискүүдээс бүрддэг. Хөдөлгүүр нь эргээд нэг зэрэг эрх чөлөөтэй байдаг, өөрөөр хэлбэл. моторын тэнхлэгт перпендикуляр тэнхлэгийг тойрон чөлөөтэй эргэлдэж болно.

Хөдөлгүүрээр эргэлддэг хүнд дискүүд нь гироскопийн нөлөө үзүүлдэг. Бүхэл бүтэн систем нөгөө хоёртой перпендикуляр тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж эхлэхэд дисктэй хөдөлгүүр нь тодорхой өнцгөөр хазайдаг. Энэ өнцгийн хэмжээ нь эргэлтийн хурдтай пропорциональ байна (гироскопод үүсэх хүчийг сонирхож буй хүмүүс тусгай ном зохиолоос Кориолис хурдатгалын талаар илүү гүнзгий танилцаж болно). Хөдөлгүүрийн хазайлтыг мэдрэгчээр тогтоодог бөгөөд дохио нь цахим өгөгдөл боловсруулах нэгжид өгдөг.

Хөгжил орчин үеийн технологиилүү дэвшилтэт өнцгийн хурд мэдрэгчийг хөгжүүлэх боломжийг олгосон. Үүний үр дүнд пьезогироскопууд гарч ирсэн бөгөөд тэдгээр нь механикийг бүрэн сольсон байна. Мэдээжийн хэрэг, тэд Coriolis хурдатгалын нөлөөг ашигладаг хэвээр байгаа ч мэдрэгч нь хатуу төлөвт байдаг бөгөөд энэ нь эргэдэг хэсэг байхгүй гэсэн үг юм. Хамгийн түгээмэл мэдрэгч нь чичиргээт хавтанг ашигладаг. Тэнхлэгийг тойрон эргэхэд ийм хавтан нь чичиргээний хавтгайд хөндлөн огтлолцсон хавтгайд хазайж эхэлдэг. Энэ хазайлтыг хэмжиж, мэдрэгчийн гаралт руу дамжуулж, цаашдын боловсруулалтанд зориулж гадаад хэлхээгээр авдаг. Ийм мэдрэгчийн хамгийн алдартай үйлдвэрлэгчид бол Мурата, Токин нар юм.

Жишээ ердийн загварпьезоэлектрик өнцгийн хурд мэдрэгчийг дараах зурагт үзүүлэв.

Мэдрэгч дээр ижил төстэй загвардохионы том температурын зөрүү хэлбэрээр сул тал байдаг (жишээлбэл, суурин төлөвт байгаа пьезоэлектрик мэдрэгчийн гаралтын температур өөрчлөгдөх үед дохио гарч ирж болно). Гэсэн хэдий ч хариуд нь авсан ашиг нь энэ таагүй байдлаас хамаагүй илүү юм. Пьезогироскоп нь механиктай харьцуулахад хамаагүй бага гүйдэл зарцуулдаг, их хэмжээний хэт ачааллыг тэсвэрлэдэг (осолд бага мэдрэмтгий) бөгөөд загварын эргэлтэнд илүү нарийвчлалтай хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог. Дрифттэй тэмцэхийн хувьд пьезогироскопын хямд загваруудад зүгээр л "тэг" тохируулга байдаг бөгөөд илүү үнэтэй нь - автомат суурилуулалтЭрчим хүч хэрэглэх үед микропроцессороор "тэг" ба температур мэдрэгчээр дамжих нөхөн олговор.

Гэсэн хэдий ч амьдрал зогсохгүй байгаа бөгөөд одоо Futaba ("AVCS" системтэй гэр бүлийн Gyxxx)-ийн шинэ гироскопуудад Мурата, Токин бүтээгдэхүүнүүдтэй маш сайн харьцуулсан Silicon Sensing Systems-ийн мэдрэгчүүд аль хэдийн гарч ирэв. Шинэ мэдрэгчүүд нь температурын зөрүү багатай, дуу чимээ багатай, чичиргээний маш өндөр дархлаатай, ажиллах температурын хүрээг уртасгадаг. Энэ нь мэдрэгч элементийн дизайныг өөрчилснөөр хүрсэн. Энэ нь гулзайлтын чичиргээний горимд ажилладаг цагираг хэлбэрээр хийгдсэн. Бөгж нь микро схем шиг фотолитографаар хийгдсэн тул мэдрэгчийг SMM (Silicon Micro Machine) гэж нэрлэдэг. Бид техникийн дэлгэрэнгүй мэдээлэлд орохгүй, сонирхогч бүх зүйлийг эндээс олж болно: http://www.spp.co.jp/sssj/comp-e.html. Энд мэдрэгчгүй, мэдрэгчийн хэдхэн зураг байна дээд бүрхэвчба цагираг хэлбэрийн пьезоэлектрик элементийн хэлтэрхий.

Ердийн гироскопууд ба тэдгээрийн ажиллах алгоритмууд

Өнөөдөр хамгийн алдартай гироскоп үйлдвэрлэгчид бол Futaba, JR-Graupner, Ikarus, CSM, Robbe, Hobbico гэх мэт.

Одоо ихэнх үйлдвэрлэсэн гироскопуудад ашигладаг үйлдлийн горимуудыг авч үзье (бид ер бусын тохиолдлыг дараа нь тусад нь авч үзэх болно).

Стандарт үйлдлийн горимтой гироскопууд

Энэ горимд гироскоп нь загварын өнцгийн шилжилтийг багасгадаг. Бид энэ горимыг механик гироскопоос өвлөн авсан. Эхний пьезогироскопууд нь механикаас голчлон мэдрэгчээр ялгаатай байв. Ажлын алгоритм өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Үүний мөн чанар нь дараах байдалтай байна: гироскоп нь эргэлтийн хурдыг хэмжиж, эргэлтийг аль болох удаашруулахын тулд дамжуулагчийн дохионд залруулга хийдэг. Доор тайлбарласан блок диаграмм байна.

Зураг дээрээс харахад гироскоп нь дамжуулагчийн дохионоос үүдэлтэй аливаа эргэлтийг дарах гэж оролддог. Үүнээс зайлсхийхийн тулд гаж нөлөө, дамжуулагч дээр нэмэлт холигч ашиглах нь зүйтэй бөгөөд ингэснээр хяналтын саваа төвөөс хазайх үед гироскопын мэдрэмж жигд буурдаг. Ийм холих нь орчин үеийн гироскопуудын хянагч дотор аль хэдийн хэрэгжсэн байж магадгүй юм (энэ нь байгаа эсэхийг тодруулахын тулд төхөөрөмжийн шинж чанар, зааварчилгааг үзнэ үү).

Мэдрэмжийн тохируулга нь хэд хэдэн аргаар хийгддэг:

1. Алсын удирдлага байхгүй. Мэдрэмжийг газар дээр (гироскопын их бие дээрх зохицуулагчаар) тогтоосон бөгөөд нислэгийн явцад өөрчлөгддөггүй.
2. Дискрет тохируулга (хос хурдны гиро). Газар дээр гироскопын мэдрэмжийн хоёр утгыг (хоёр зохицуулагчаар) тогтоодог. Агаарт та хяналтын сувгаар хүссэн мэдрэмжийн утгыг сонгох боломжтой.
3. Гөлгөр тохируулга. Гироскоп нь хяналтын суваг дахь дохионы пропорциональ мэдрэмжийг тохируулдаг.

Одоогийн байдлаар бараг бүх орчин үеийн пьезогироскопууд мэдрэмжийн гөлгөр тохируулгатай байдаг (мөн та механик гироскопуудын талаар аюулгүй мартаж болно). Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол зарим үйлдвэрлэгчдийн үндсэн загварууд бөгөөд мэдрэгчийг гироскопийн биед зохицуулагчаар тогтоодог. Дискрет тохируулга нь зөвхөн анхдагч дамжуулагчтай байх шаардлагатай (нэмэлт пропорциональ суваг байхгүй эсвэл салангид суваг дахь импульсийн үргэлжлэх хугацааг тохируулах боломжгүй тохиолдолд). Энэ тохиолдолд жижиг нэмэлт модулийг гироскопын хяналтын сувагт оруулж болох бөгөөд энэ нь дамжуулагчийн салангид сувгийн сэлгэн залгах товчлуурын байрлалаас хамааран өгөгдсөн мэдрэмжийн утгыг өгнө.

Хэрэв бид зөвхөн "стандарт" ажиллагааны горимыг хэрэгжүүлдэг гироскопуудын давуу талуудын талаар ярих юм бол дараахь зүйлийг тэмдэглэж болно.

• Ийм гироскопууд нь нэлээд хямд үнэтэй байдаг (хэрэгжүүлэхэд хялбар тул)
• Нисдэг тэрэгний сүүл хэсэгт суурилуулсан бол эхлэгчдэд тойрог хэлбэрээр нисэх нь илүү хялбар байдаг, учир нь цацрагийг онцгой хянах боломжгүй байдаг (цацраг нь өөрөө нисдэг тэрэгний чиглэлд эргэдэг).

Сул тал:

• Хямд үнэтэй гироскопуудад дулааны нөхөн олговрыг хангалттай сайн хийдэггүй. Агаарын температур өөрчлөгдөх үед шилжиж болох "тэг" гараар тохируулах шаардлагатай.
• Гироскопоор хяналтын дохиог дарах нөлөөг арилгах нэмэлт арга хэмжээ авах шаардлагатай (мэдрэмжийн хяналтын сувагт нэмэлт холих эсвэл серво урсгалын хурдыг нэмэгдүүлэх).

Тайлбарласан төрлийн гироскопуудын нэлээд алдартай жишээ энд байна.

Гироскоптой холбогдох жолооны машиныг сонгохдоо илүү хурдан сонголтуудыг сонгох хэрэгтэй. Энэ нь системд механик өөрөө хэлбэлзэл үүсэх эрсдэлгүйгээр илүү мэдрэмтгий байдалд хүрэх болно (хэт хэтэрсэний улмаас залуур нь нөгөө талаас нөгөө тийш хөдөлж эхэлдэг).

Гарчиг барих горимтой гироскопууд

Энэ горимд загварын өнцгийн байрлал тогтворжино. Нэгдүгээрт, бага зэрэг түүхэн мэдээлэл. Энэ горимоор гироскоп хийсэн анхны компани бол CSM юм. Тэр горимыг Heading Hold гэж нэрлэсэн. Нэрийг нь патентжуулснаар бусад пүүсүүд өөрсдийн нэрсийг (болон патент) гаргаж эхлэв. "3D", "AVSC" (Өнцгийн векторын хяналтын систем) болон бусад брэндүүд ийм байдлаар гарч ирэв. Ийм олон янз байдал нь эхлэгчийг бага зэрэг төөрөгдөлд оруулж болзошгүй боловч үнэн хэрэгтээ ийм гироскопуудын ажилд үндсэн ялгаа байдаггүй.

Бас нэг тэмдэглэл. Гарчиг барих горимтой бүх гироскопууд нь ердийн үйлдлийн алгоритмыг дэмждэг. Хийж буй маневраас хамааран та илүү тохиромжтой гироскопийн горимыг сонгож болно.

Тэгэхээр шинэ горимын тухай. Үүнд гироскоп нь эргэлтийг дардаггүй, харин дамжуулагчийн бариулаас ирж буй дохиотой пропорциональ болгодог. Ялгаа нь ойлгомжтой. Салхи болон бусад хүчин зүйлээс үл хамааран загвар нь хүссэн хурдаараа яг эргэлдэж эхэлдэг.

Блок диаграмыг харна уу. Энэ нь хяналтын суваг болон мэдрэгчээс ирсэн дохионоос ялгаатай алдааны дохиог олж авдаг (нэмжлэгчийн дараа), интегратор руу тэжээгддэг болохыг харуулж байна. Интегратор нь алдааны дохио тэгтэй тэнцэх хүртэл гаралтын дохиог өөрчилдөг. Мэдрэмжийн сувгаар дамжуулан интеграцийн тогтмолыг, өөрөөр хэлбэл жолооны машиныг боловсруулах хурдыг зохицуулдаг. Мэдээжийн хэрэг, дээрх тайлбарууд нь маш ойролцоо бөгөөд олон тооны алдаатай боловч бид гироскоп хийх биш, харин тэдгээрийг ашиглах гэж байна. Тиймээс бид ийм төхөөрөмжийг ашиглах практик шинж чанарыг илүү их сонирхож байх ёстой.

Heading Hold горимын давуу тал нь мэдээжийн хэрэг, гэхдээ би ийм гироскопыг нисдэг тэрэг дээр суурилуулахад гарч ирдэг давуу талуудыг онцлон тэмдэглэхийг хүсч байна (сүүлний цохилтыг тогтворжуулахын тулд):

• нисдэг тэрэгний хувьд гүйлтийн горимд байгаа шинэхэн нисгэгч нь сүүлний роторыг удирдаж чадахгүй
• сүүлний роторын давирхайг хийтэй холих шаардлагагүй бөгөөд энэ нь нислэгийн өмнөх бэлтгэлийг бага зэрэг хялбаршуулдаг.
• сүүлний роторын обудтай загварыг газраас буулгахгүйгээр хийж болно
• өмнө нь хэцүү байсан ийм маневр хийх боломжтой болсон (жишээлбэл, сүүлээ урагшаа нисэх).

Онгоцны хувьд энэ горимыг, ялангуяа "Torque Roll" гэх мэт зарим нарийн төвөгтэй 3D хэлбэрүүд дээр зөвтгөж болно.

Үүний зэрэгцээ, үйл ажиллагааны горим бүр өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг тул Heading Hold-ийг хаа сайгүй дараалан ашиглах нь эм биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Нисдэг тэрэгний ердийн нислэгийн үед, ялангуяа эхлэгчдэд Heading Hold функцийг ашиглах нь хяналтаа алдахад хүргэж болзошгүй юм. Жишээлбэл, хэрэв та эргэлт хийхдээ сүүлний цохилтыг хянахгүй бол нисдэг тэрэг хөмрөх болно.

Heading Hold-г дэмждэг гироскопуудын жишээнд дараах загварууд багтана.

Стандарт горим болон Гарчиг барих хооронд шилжих нь мэдрэмжийн хяналтын сувгаар хийгддэг. Хэрэв та хяналтын импульсийн үргэлжлэх хугацааг нэг чиглэлд (дунд цэгээс) өөрчилвөл гироскоп Толгойг барих горимд ажиллах ба нөгөө чиглэлд байвал гироскоп стандарт горимд шилжинэ. Дунд цэг нь сувгийн импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь ойролцоогоор 1500 μs; өөрөөр хэлбэл, хэрэв бид жолооны машиныг энэ сувагт холбовол энэ нь дунд байрлалд тавигдах болно.

Ашигласан жолооны арааны сэдвийг тусад нь хөндөх нь зүйтэй. Heading Hold-ээс хамгийн их үр дүнд хүрэхийн тулд та өндөр хурдтай, маш өндөр найдвартай серво суурилуулах хэрэгтэй. Мэдрэмжийн өсөлт (хэрэв машины хурд зөвшөөрвөл) гироскоп нь тогшсон ч гэсэн сервомеханизмыг маш огцом шилжүүлж эхэлдэг. Тиймээс машин нь удаан хугацаанд үйлчилж, бүтэлгүйтэхгүй байхын тулд аюулгүй байдлын ноцтой хязгаартай байх ёстой. "Дижитал" гэж нэрлэгддэг машинуудад давуу эрх олгох хэрэгтэй. Хамгийн орчин үеийн гироскопуудын хувьд тусгай дижитал сервог хүртэл боловсруулж байна (жишээлбэл, GY601 гироскопын Futaba S9251). Газар дээр, оролтын мэдрэгчийн санал хүсэлт байхгүй тул хэрэв та нэмэлт арга хэмжээ авахгүй бол гироскоп нь сервог хамгийн их ачааллыг мэдрэх хамгийн туйлын байрлалд хүргэх болно гэдгийг санаарай. Тиймээс, гироскоп болон жолооны машин нь аялалыг хязгаарлах функцгүй бол жолооны машин нь газар дээр байхдаа эвдэрч гэмтэхгүйн тулд хүнд ачааг тэсвэрлэх чадвартай байх ёстой.

Онгоцны тусгай гироскопууд

Өнхрөлтийг тогтворжуулахын тулд нисэх онгоцонд ашиглахын тулд тусгай гироскоп үйлдвэрлэж эхлэв. Тэд гадаад командын нэг сувагтай байдгаараа ердийнхөөс ялгаатай.

Элерон бүрийг тусдаа сервогоор удирдаж, компьютерийн тусламжтай нисэх онгоцууд флапероны функцийг ашигладаг. Холих нь дамжуулагч дээр явагддаг. Гэсэн хэдий ч загвар дээрх онгоцны гироскоп хянагч нь aileron сувгийн хоёр талын фазын хазайлтыг автоматаар илрүүлж, түүнд саад болохгүй. Мөн фазын эсрэг хазайлтыг өнхрөх тогтворжуулах гогцоонд ашигладаг - энэ нь хоёр нэмэгч, нэг өнцгийн хурд мэдрэгчийг агуулдаг. Өөр ямар ч ялгаа байхгүй. Хэрэв элеронууд нь нэг сервогоор удирддаг бол тусгай онгоцны гироскоп шаардлагагүй, ердийнх нь үүнийг хийх болно. Онгоцны гироскопыг Хоббико, Футаба болон бусад хүмүүс хийдэг.

Нисэх онгоцонд гироскоп ашиглах тухайд та хөөрөх, буух үед Heading Hold горимыг ашиглах боломжгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Бүр тодруулбал, онгоц газарт хүрэх тэр мөчид. Учир нь онгоц газар дээр байх үед эргэлдэж, эргэх боломжгүй тул гироскоп жолооны жолоог ямар нэгэн туйлын байрлалд аваачна. Нисэх онгоц газраас хөөрөх үед (эсвэл буусны дараа шууд), загвар нь өндөр хурдтай байх үед жолооны хүчтэй хазайлт нь хэрцгий хошигнол болж чаддаг. Тиймээс жироскопыг нисэх онгоцонд стандарт горимд ашиглахыг зөвлөж байна.

Онгоцонд жолооны болон элероны үр нөлөө нь онгоцны хурдны квадраттай пропорциональ байна. Нарийн төвөгтэй нисэх онгоцны хувьд ердийн хурдны өргөн хүрээний хувьд гироскопын мэдрэмжийг тохируулах замаар энэ өөрчлөлтийг нөхөх шаардлагатай. Үгүй бол онгоц хурдсах үед систем өөрөө хэлбэлзэх горимд шилжих болно. Хэрэв та нэн даруй гироскопын үр ашгийн бага түвшинг тогтоовол бага хурдтай үед, ялангуяа шаардлагатай үед энэ нь хүссэн үр нөлөө үзүүлэхгүй. Бодит онгоцонд ийм зохицуулалтыг автоматжуулалтаар хийдэг. Магадгүй удахгүй загварууд дээр ч ийм байх болно. Зарим тохиолдолд удирдлагын өөрөө хэлбэлзэх горимд шилжих нь маш бага нисэх онгоцны хурдтай үед ашигтай байдаг. MAKS-2001 дээр Беркут С-37 нь "харьтер"-ийн дүрийг хэрхэн харуулсаныг олон хүн харсан байх. Үүний зэрэгцээ урд талын хэвтээ сүүл нь өөрөө хэлбэлздэг горимд ажилласан. Өнхрөх суваг дахь гироскоп нь онгоцыг "далавчин дээр буулгахгүй" хийх боломжтой болгодог. Онгоцны давирхайг тогтворжуулах горимд гироскопийн ажиллагааны талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг И.В.Остославскийн "Нислэгийн аэродинамик" нэртэй монографиас олж болно.

Дүгнэлт

Сүүлийн жилүүдэд бяцхан гироскопуудын олон хямд загварууд гарч ирсэн нь тэдний хэрэглээний хамрах хүрээг өргөжүүлэх боломжтой болсон. Суурилуулалтын хялбар байдал, хямд үнэ нь сургалтын болон байлдааны загварт ч гироскоп ашиглахыг зөвтгөдөг. Пьезоэлектрик гироскопуудын хүч чадал нь ослын үед хүлээн авагч эсвэл серво нь гироскопоос илүү мууддаг.

Нисдэг загваруудыг орчин үеийн авионик төхөөрөмжөөр хангах нь зүйтэй эсэх асуудал нь хүн бүр өөрөө шийддэг. Бидний бодлоор нисэх онгоцны спортын ангиудад, ядаж хуулбараар гироскопыг эцэст нь зөвшөөрөх болно. Үгүй бол өөр өөр Рейнольдсын тооноос болж багасгасан хуулбарын анхны нислэгтэй адил бодит байдлыг хангах боломжгүй юм. Хобби онгоцонд хиймэл тогтворжуулалтыг ашиглах нь нислэгийн цаг агаарын нөхцөл байдлын хүрээг өргөжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд зөвхөн гар удирдлага нь загварыг барьж чадахгүй үед ийм салхинд нисэх боломжийг олгодог.

Гэрийн гироскоп

Гироскоп(Бусад Грекийн юпо "дугуй эргэлт" ба okopew "харагдах" гэсэн үгнээс) - хурдацтай эргэлддэг хатуу бие, ижил нэртэй төхөөрөмжийн үндэс суурь нь инерцийн харьцаатай холбоотой биеийн чиглэлийн өнцгийн өөрчлөлтийг хэмжих чадвартай. координатын систем нь ихэвчлэн эргэлтийн момент (момент) хадгалагдах хуульд үндэслэдэг.

"Гироскоп" гэсэн нэр болон энэ төхөөрөмжийн ажлын хувилбарыг 1852 онд Францын эрдэмтэн Жан Фуко зохион бүтээжээ.

эргэлтэт гироскоп - эргэлтийн тэнхлэг нь орон зайд чиг баримжаагаа өөрчлөх чадвартай, хурдан эргэдэг хатуу биет. Энэ тохиолдолд гироскопын эргэлтийн хурд нь түүний эргэлтийн тэнхлэгийн эргэлтийн хурдаас ихээхэн давсан байна. Ийм гироскопын гол шинж чанар нь түүнд нөлөөлж буй гадны хүчний момент байхгүй үед орон зай дахь эргэлтийн тэнхлэгийн ижил чиглэлийг хадгалах чадвар юм.

Гироскоп хийхийн тулд бидэнд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

1. Ламинатын хэсэг;
2. Доод 2 ширхэг. лаазнаас;
3. Ган саваа;
4. Пластилин;
5. Самар ба/эсвэл жин;
6. Хоёр боолт;
7. Утас (зэсийн зузаан);
8. Poxipol (эсвэл бусад хатууруулах цавуу);
9. Тусгаарлагч тууз;
10. Threads (хөлөгдөх болон өөр зүйлд зориулагдсан);
11. Мөн багаж хэрэгсэл: хөрөө, халив, гол гэх мэт...

Зурагт үзүүлсэн шиг ерөнхий санаа нь тодорхой байна.

Эхлэх:

1) Бид ламинатыг авч, түүнээс 8 нүүрсний хүрээг хайчилж ав (зураг дээр энэ нь 6 нүүрсний хүрээ юм). Дараа нь бид 4 цооног өрөмдөнө: урд талын дагуу 2 (төгсгөлд), 2 хөндлөн (төгсгөлд нь ижил), зургийг үзнэ үү. Одоо утсыг цагираг болгон нугалж үзье (утасны диаметр нь хүрээний диаметртэй ойролцоогоор тэнцүү байна). 2 эрэг (боолт) аваад төгсгөлд нь завсарлага эсвэл голоор цоолъё (хамгийн муу тохиолдолд та өрөмөөр өрөмдөх боломжтой).

2) Цуглуулах хэрэгтэй гол хэсэг- ротор. Үүнийг хийхийн тулд лаазнаас 2 ёроолыг авч, голд нь нүх гарга. Диаметр бүхий нүх нь тэнхлэгийн бариултай тохирч байх ёстой (бид үүнийг тэнд оруулах болно). Тэнхлэг бариулыг хийхийн тулд хадаас эсвэл урт боолт авч, уртыг нь огтолж, үзүүрийг нь хурцлах ёстой. Тохирлыг илүү сайн болгохын тулд савааг өрөмдлөгт хийж, машин хэрэгсэл шиг файл эсвэл чулуугаар 2 талаас нь хурцлана. Үүн дээр ургамлыг утастай ховил хийх нь сайхан байх болно. Нэг дискэн дээр хуванцар түрхэж, самар, туухай чихцгээе (хэнд ган бөгж байгаа бол энэ нь илүү дээр юм). Одоо бид хоёр дискийг (сэндвич шиг) холбож, тэнхлэгийн саваагаар цооногоор цоолно. Бид бүхэлд нь poxypol (эсвэл бусад цавуугаар) тосолж, ротороо өрөмдлөгт хийж, poxypol хатуурах үед бид дискийг голлон байрлуулна (энэ нь ажлын хамгийн чухал хэсэг юм). Тэнцвэр төгс байх ёстой.

3) Бид зургийн дагуу цуглуулдаг, роторын чөлөөт хөдөлгөөн дээш доошоо хамгийн бага байх ёстой (энэ нь мэдрэгддэг, гэхдээ бага зэрэг).

Нэг удаа би хоёр найз, эсвэл найз охидын яриаг хараад:

А: Өө, чи мэдэж байгаа, надад байгаа шинэ ухаалаг гар утас, энэ нь бүр суурилуулсан гироскоптой

Б: Аан тийм, би бас өөрөө татсан, нэг сар гироскоп тавилаа

Х: Эрм, чи гироскоп гэдэгт итгэлтэй байна уу?

Б: Тийм ээ, бүх ордны гироскоп.

Дэлхий дээрх ийм яриа хэлцлийг арай бага болгохын тулд гироскоп гэж юу болох, хэрхэн ажилладаг талаар олж мэдэхийг бид танд санал болгож байна.

Гироскоп: түүх, тодорхойлолт

Гироскоп нь эргэлтийн чөлөөт тэнхлэгтэй бөгөөд суурилуулсан биеийн чиглэлийн өнцгийн өөрчлөлтөд хариу үйлдэл үзүүлэх чадвартай төхөөрөмж юм. Гироскоп нь эргэлтийн үед байрлалаа өөрчлөгддөггүй.

Энэ үг өөрөө грек хэлнээс гаралтай gyreuo- эргүүлэх ба скопео- үзэх, үзэх. Гироскоп гэдэг нэр томъёог анх нэвтрүүлсэн Жан Фуко 1852 онд, гэхдээ төхөөрөмжийг өмнө нь зохион бүтээсэн. Үүнийг Германы одон орон судлаач хийсэн Иоганн Боненбергер 1817 онд.

Эдгээр нь өндөр давтамжтайгаар эргэлддэг хатуу биетүүд юм. Гироскопын эргэлтийн тэнхлэг нь орон зайд чиглэлээ өөрчилж чаддаг. Эргэдэг их бууны сум, онгоцны сэнс, турбин роторууд нь гироскопийн шинж чанартай байдаг.

Гироскопын хамгийн энгийн жишээ бол ээрэх топэсвэл бидний сайн мэдэх хүүхдийн тоглоомын топ. Зарим гадны хүч ба эдгээр хүчний моментууд гироскоп дээр үйлчлэхгүй бол орон зайд байр сууриа хадгалдаг тодорхой тэнхлэгийг тойрон эргэдэг бие. Үүний зэрэгцээ гироскоп нь тогтвортой бөгөөд гадны хүчний нөлөөг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд энэ нь эргэлтийн хурдаар тодорхойлогддог.

Жишээлбэл, хэрэв бид дээд хэсгийг хурдан эргүүлж, дараа нь түлхэж байвал энэ нь унахгүй, харин эргэлдэж байх болно. Оройн хурд нь тодорхой утга хүртэл буурах үед эргэлтийн тэнхлэг нь конусыг дүрсэлж, дээд хэсгийн өнцгийн импульс нь орон зайд чиглэлээ өөрчлөх үзэгдэл юм.

Гироскопийн төрлүүд

Гироскопийн олон төрөл байдаг: хоёрболон гурван градус(чөлөөний зэрэг эсвэл эргэлтийн боломжит тэнхлэгээр тусгаарлах), механик, лазерболон оптикгироскопууд (үйл ажиллагааны зарчмын дагуу тусгаарлах).

Хамгийн нийтлэг жишээг авч үзье - механик эргэлтэт гироскоп. Үнэн хэрэгтээ энэ нь босоо тэнхлэгийн эргэн тойронд эргэлддэг дээд хэсэг бөгөөд энэ нь хэвтээ тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж, эргээд гурав дахь тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг өөр хүрээнд бэхлэгдсэн байдаг. Бид оройг хэрхэн эргүүлэхээс үл хамааран энэ нь үргэлж босоо байрлалд байх болно.

Гироскопын хэрэглээ

Тэдний шинж чанараас шалтгаалан гироскопууд маш их олддог өргөн хэрэглээ. Эдгээрийг сансрын хөлгүүдийг тогтворжуулах систем, хөлөг онгоц, нисэх онгоцны навигацийн системд ашигладаг. хөдөлгөөнт төхөөрөмжүүдболон тоглоомын консолууд, түүнчлэн симуляторууд.

Ийм төхөөрөмж орчин үеийн гар утсанд хэрхэн багтах, яагаад тэнд хэрэгтэй байгааг сонирхож байна уу? Баримт нь гироскоп нь төхөөрөмжийн орон зай дахь байрлалыг тодорхойлж, хазайлтын өнцгийг олоход тусалдаг. Мэдээжийн хэрэг, утас нь шууд эргэдэг дээд хэсэггүй, гироскоп нь микроэлектроник болон микромеханик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан микроэлектромеханик систем (MEMS) юм.

Практикт хэрхэн ажилладаг вэ? Та дуртай тоглоомоо тоглож байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Жишээлбэл, уралдаан. Виртуал машины жолооны хүрдийг эргүүлэхийн тулд та ямар ч товчлуур дарах шаардлагагүй, гартаа байгаа гаджетынхаа байрлалыг өөрчлөхөд л хангалттай.

Таны харж байгаагаар гироскоп бол гайхалтай төхөөрөмж юм ашигтай шинж чанарууд. Хэрэв та гадны хүчний салбарт гироскопын хөдөлгөөнийг тооцоолох асуудлыг шийдэх шаардлагатай бол үүнийг хурдан, үр дүнтэй даван туулахад туслах оюутны үйлчилгээний мэргэжилтнүүдтэй холбоо барина уу!

Энэхүү гар хийцийн бүтээгдэхүүн нь юуны түрүүнд бага насны хүүхдүүдэд сонирхолтой байх болно. Ялангуяа та үүнийг нийлүүлбэл. Ерөнхийдөө хиймэл аргаар эргэлтэт гироскоп хийх нь чөлөөт цагаа хөгжилтэй, үр дүнтэй өнгөрөөх сайхан арга юм. Бүхэл бүтэн бүтэц нь харагдахуйц нарийн төвөгтэй хэдий ч үүнийг хийх нь маш энгийн, учир нь үнэндээ гироскоп бол зөвхөн "нууцтай" энгийн ээрэх топ юм.

Гэсэн хэдий ч гироскопын ажиллах зарчим нь маш энгийн: нисдэг дугуй нь тэнхлэгээ тойрон цагийн зүүний дагуу эргэлддэг бөгөөд энэ нь эргээд цагирагтай холбоотой бөгөөд хэвтээ хавтгайд эргэлддэг. Энэ цагираг нь гурав дахь тэнхлэгийг тойрон эргэлддэг өөр цагирагт хатуу бэхлэгдсэн байна. Энэ бол бүх нууц юм.

Эргэдэг механик гироскоп үйлдвэрлэх үйл явц

-аас хуванцар хоолойижил өргөнтэй хоёр цагиргийг хайчилж ав. Мөн танд холхивч хэрэгтэй бөгөөд үүнийг эргүүлэхгүйн тулд супер цавуугаар асгах хэрэгтэй. Бид модон "шахмал" -ыг дотоод цагираг руу шахаж, голд нь үзүүртэй металл бариул хийх нүх гаргах ёстой.

Бид савааны нэг төгсгөлд хуванцар хоолойн хэсгийг тавьдаг (та үүнийг бал үзэгнээс зээлж болно). Хуванцар цагираг дээр бид саваа хоёр цооног өрөмдөж, холхивчийн эргэдэг тэнхлэгтэй холхивчийг илүү том диаметртэй металл хоолойгоор холбоно (та телескоп антенны сегментүүдийг ашиглаж болно).

Механик гироскопуудын дотроос ялгардаг эргэлтэт гироскоп - хурдан эргэдэг хатуу биеэргэлтийн тэнхлэг нь орон зай дахь чиглэлийг өөрчлөх чадвартай. Үүний зэрэгцээ хурд
Гироскопын эргэлт нь түүний тэнхлэгийн эргэлтийн хурдаас ихээхэн давсан
эргэлт. Ийм гироскопын гол шинж чанар нь хадгалах чадвар юм
байхгүй үед эргэлтийн тэнхлэгийн орон зай өөрчлөгдөхгүй чиглэл
түүнд гадны хүчний нөлөөлөл.

Энэ бичлэгийг заавал үзээрэй.
Энэ бол дэлгүүрийн гироскоп юм:

Тийм ээ, хогноос)) бидэнд 1 ширхэг ламинат хэрэгтэй болно (би өвөөгөөсөө хаягдал олсон.
тагт), 2. Лаазны ёроол, таг (би шош идсэн, би авсан
ваар) 3. Ган саваа (хамгийн хэцүү хэсэг нь гудамжнаас олдсон)
4. Пластилин (эгчээс хулгайлсан) 5. Самар буюу (ба) жин 6. хоёр
шураг, голын цоолтуур (төгсгөлд нь хурц зүйл, мултарч унана, бүх зүйл өвөөтэй)
6. утас (зэсийн зузаан, өвөөгийн олдсон)) 7. Поксипол (эсвэл бусад хатуурал)
цавуу, өвөөгөөсөө авсан)) 8. Тусгаарлагч тууз (мөн тэнд.)) 9. Утас (харгах гэх мэт)
бас эмээ дээр)) мөн хөрөө, халив гэх мэт ...
ерөнхий санаа энд тодорхой байна

дараа нь бид үндсэн хэсгийг угсарна - ротор (эсвэл ямар нэг байдлаар)) бид ёроолыг нь авна
хүзүү (тэдгээр нь адилхан) бид тэдгээрийн дотор нүх гаргадаг (төв хэсэгт !!) нүх нь байх ёстой
төмөр саваа шиг зузаан байх.Төмрийн бариулыг урт, үзүүрээр нь таслав
хурцлах.Тэгцийг илүү сайн болгохын тулд савааг өрөмд оруулах ба хэрхэн
машиныг хоёр талаас нь файлаар хурцалж, та бас ховил хийх хэрэгтэй
утастай тарь (та үүнийг зурган дээрээс олж болно)) дискний аль нэг дээр бид хуванцарыг түрхэж, мөн
Бид түүн рүү самар, живэгч чихдэг (хүн ган бөгжтэй бол, эцэст нь
гоёмсог) дараа нь хоёр дискийг (сэндвич) холбож, нүхээр нь цоол
тэнхлэгийг бүхэлд нь поксиполоор тосолж, өрөм рүү түлхэж, одоохондоо
poxypol хүйтэн болж байна, бид дискийг төвлөрсөн (цохихгүйн тулд) энэ нь хамгийн чухал юм
ажлын нэг хэсэг.Тэнцвэр төгс байх ёстой.