Rysunki żyroskopów DIY. Mechaniczny żyroskop obrotowy ze złomu

Domowy żyroskop

Żyroskop(od starożytnego greckiego yupo „obrót kołowy” i okopew „wygląd”) - szybko obracające się ciało stałe, będące podstawą urządzenia o tej samej nazwie, zdolnego do pomiaru zmian w związanych z nim kątach orientacji ciała względem układ inercyjny współrzędne, zwykle w oparciu o prawo zachowania momentu obrotowego (momentu pędu).

Sama nazwa „żyroskop” i działająca wersja tego urządzenia zostały wynalezione w 1852 roku przez francuskiego naukowca Jeana Foucaulta.

Wśród żyroskopy mechaniczne wyróżnia się żyroskop obrotowy - szybko obracające się ciało stałe, którego oś obrotu może zmieniać orientację w przestrzeni. W tym przypadku prędkość obrotowa żyroskopu znacznie przekracza prędkość obrotową jego osi obrotu. Główną właściwością takiego żyroskopu jest zdolność do utrzymania stałego kierunku osi obrotu w przestrzeni przy braku wpływu na niego momentów sił zewnętrznych.

Do wykonania żyroskopu będziemy potrzebować:

1. Kawałek laminatu;
2. Dół 2 szt. z puszki;
3. Stalowy kij;
4. Plastelina;
5. Nakrętki i/lub ciężarki;
6. Dwie śruby;
7. Drut (gruba miedź);
8. Poxypol (lub inny klej utwardzający);
9. Taśma elektryczna;
10. Wątki (na początek i nie tylko);
11. Oraz narzędzia: piła, śrubokręt, rdzeń itp...

Ogólną ideę jasno ilustruje rysunek:

Zacznijmy:

1) Bierzemy laminat i wycinamy z niego 8-rożną ramę (na zdjęciu jest to 6-rogowa). Następnie wiercimy w nim 4 otwory: 2 (na końcach) z przodu, 2 w poprzek (takie same na końcach), patrz zdjęcie. Teraz zegnijmy drut w pierścień (średnica drutu jest w przybliżeniu równa średnicy ramy). Weźmy 2 śruby (śruby) i przebijmy w nich otwory na końcach szydłem lub rdzeniem (w najgorszym przypadku można je wywiercić wiertłem).

2) Musisz złożyć główną część - wirnik. Aby to zrobić, wyjmij dwa spody z puszki i zrób w nich dziurę pośrodku. Średnica otworu powinna odpowiadać prętowi osi (który tam włożymy). Aby wykonać pręt osiowy, należy wziąć gwóźdź lub długą śrubę i przyciąć go na odpowiednią długość; końce należy zaostrzyć. Aby uzyskać lepsze ustawienie, włóż pręt w wiertło i naostrz go jak na maszynie pilnikiem lub osełką z obu stron. Byłoby miło zrobić na nim rowek do nawinięcia nitką. Na jeden z krążków rozsmarujemy plastelinę, w którą włożymy orzechy i ciężarki (jeżeli masz stalowe kółka, to jeszcze lepiej). Teraz łączymy oba dyski (jak kanapkę) i przebijamy je przez otwory prętem osi. Całość smarujemy Poxypolem (lub innym klejem), wkładamy nasz rotor do wiertła i gdy Poxypol stwardnieje, wycentrujemy dysk (to najważniejsza część pracy). Równowaga musi być idealna.

3) Montujemy według obrazka, swobodny ruch rotora góra-dół powinien być minimalny (można to wyczuć, ale tylko trochę).

Wśród żyroskopów mechanicznych wyróżnia się żyroskop obrotowy - szybko obracające się sztywne ciało którego oś obrotu może zmieniać orientację w przestrzeni. Jednocześnie prędkość
obrót żyroskopu znacznie przekracza prędkość obrotu jego osi
obrót. Główną właściwością takiego żyroskopu jest zdolność do utrzymania
przestrzeń stały kierunek osi obrotu w przypadku braku
wpływ na niego momentów sił zewnętrznych.

Koniecznie obejrzyj ten film.
To jest żyroskop kupiony w sklepie:

Tak, ze śmieci)) będziemy potrzebować - 1. kawałek laminatu (znalazłem skrawek od dziadka
balkon), 2. Dno i wieczko puszki (zjedliśmy fasolę i wyjęliśmy
słoik) 3. Stalowy kij (najtrudniejsza część - znaleziona na ulicy)
4. Plastelina (skradziona mojej siostrze) 5. Orzechy i/lub ciężarki 6. Dwa
śruba, przebijak (na końcu coś ostrego, wystarczy szydło, dziadek ma wszystko)
6. drut (gruba miedź, znalazł go mój dziadek)) 7. Poxypol (lub inne utwardzanie
klej, wziąłem od mojego dziadka)) 8. Taśma elektryczna (ibid.)) 9. Nici (na początek i inne rzeczy
także u babci)) oraz piłę, śrubokręt itp.
ogólna idea jest tutaj jasna

Następnie wycinamy ramkę z laminatu i zaginamy drut w pierścień, także do wewnątrz
śruby należy wbić we wgłębienie szydłem (nie zrobiłem tego ponownie, po prostu
Zdemontowałem żyroskop i zrobiłem zdjęcia części...))

następnie zamontujemy główną część - wirnik (lub coś innego)) zajmiemy dół i
szyi (są takie same) robimy w nich dziurkę (na środku!!) dziurkę należy
być gruby jak żelazny kij. Przycinamy żelazny pręt na długość, końce
Aby uzyskać lepsze wyrównanie, włóż pręt do wiertła i jak to zrobić
maszynę, ostrzymy ją pilnikiem po obu stronach;
wątek fabryczny (znajdziesz go na zdjęciu)) rozsmarujemy plastelinę na jednym z dysków i
napełnimy go nakrętkami i obciążnikami (w końcu ten, kto ma stalowy pierścień
Awesome), a następnie połącz oba dyski (sandwich) i przepchnij je przez otwory
oś nasmaruj całość Poxypolem, włóż (to coś)) do wiertła i pa
Podłoga w Poxy robi się zimna, wycentrujemy dysk (aby w niego nie uderzyć) to jest najważniejsze
częścią pracy. Równowaga musi być idealna.

Ten domowy produkt będzie interesujący przede wszystkim dla małych dzieci. Zwłaszcza jeśli to połączyć. Ogólnie rzecz biorąc, wykonanie żyroskopu obrotowego z improwizowanych środków jest świetny sposób baw się dobrze i pożytecznie spędź swój wolny czas. Pomimo wizualnej złożoności całej konstrukcji, jest ona bardzo prosta w wykonaniu, ponieważ tak naprawdę żyroskop to zwykły blat, tylko z „sekretem”.

Jednak sama zasada działania żyroskopu jest również dość prosta: koło zamachowe obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół własnej osi, która z kolei jest połączona z pierścieniem i wykonuje ruchy obrotowe w płaszczyźnie poziomej. Pierścień ten jest sztywno osadzony w innym pierścieniu, który obraca się wokół trzeciej osi. Oto cała tajemnica.

Proces produkcji obrotowego żyroskopu mechanicznego

Z plastikowa rura wytnij dwa pierścienie o tej samej szerokości. Będziesz także potrzebował łożyska, które należy pokryć superklejem, aby się nie obracało. W pierścień wewnętrzny wciskamy drewnianą „tabletkę”, w której należy wywiercić pośrodku otwór na metalowy pręt ze spiczastymi końcami.

Kładziemy kawałek na jednej krawędzi pręta plastikowa rurka(można wypożyczyć z długopisu). W plastikowy pierścień wiercimy dwa otwory na pręt i łączymy go z osią obrotową łożyska za pomocą metalowych rurek o większej średnicy (można zastosować odcinki anteny teleskopowej).

Któregoś dnia oglądałem rozmowę dwóch przyjaciół, a raczej dziewczyn:

Odpowiedź: Och, wiesz, mam nowy smartfon ma nawet wbudowany żyroskop

B: Ach, tak, pobrałem to również dla siebie i zainstalowałem żyroskop na miesiąc

Odp.: Hm, jesteś pewien, że to żyroskop?

B: Tak, żyroskop dla wszystkich znaków zodiaku.

Aby zmniejszyć liczbę takich dialogów na świecie, sugerujemy dowiedzieć się, czym jest żyroskop i jak działa.

Żyroskop: historia, definicja

Żyroskop to urządzenie posiadające wolną oś obrotu i zdolne do reagowania na zmiany kątów orientacji ciała, na którym jest zamontowane. Podczas obracania żyroskop utrzymuje swoją pozycję bez zmian.

Samo słowo pochodzi z języka greckiego gyreu®– obrócić i skopeo- patrz, obserwuj. Po raz pierwszy wprowadzono termin żyroskop Jeana Foucaulta w 1852 r., ale urządzenie zostało wynalezione wcześniej. Dokonał tego niemiecki astronom Johanna Bonenbergera w 1817.

Obracają się z wysoka częstotliwość ciała stałe. Oś obrotu żyroskopu może zmieniać swój kierunek w przestrzeni. Obracające się pociski artyleryjskie, śmigła samolotu i wirniki turbin mają właściwości żyroskopowe.

Najprostszym przykładem żyroskopu jest szczyt lub znany bączek dla dzieci. Ciało obracające się wokół określonej osi, które utrzymuje swoje położenie w przestrzeni, jeśli na żyroskop nie działają żadne zewnętrzne siły i momenty tych sił. Jednocześnie żyroskop jest stabilny i jest w stanie wytrzymać wpływ sił zewnętrznych, o czym w dużej mierze decyduje jego prędkość obrotowa.

Na przykład, jeśli szybko zakręcimy bączek, a następnie go popchniemy, to nie spadnie, ale będzie się nadal obracał. A gdy prędkość wierzchołka spadnie do określonej wartości, rozpocznie się precesja – zjawisko, gdy oś obrotu opisuje stożek, a moment pędu wierzchołka zmienia kierunek w przestrzeni.

Rodzaje żyroskopów

Istnieje wiele rodzajów żyroskopów: dwa I trzy stopnie(rozdzielenie według stopni swobody lub możliwych osi obrotu), mechaniczny, laser I optycznyżyroskopy (separacja oparta na zasadzie działania).

Spójrzmy na najczęstszy przykład - mechaniczny żyroskop obrotowy. Zasadniczo jest to blat obracający się wokół osi pionowej, która obraca się wokół osi poziomej i z kolei jest zamocowana w innej ramie, która obraca się wokół trzeciej osi. Nieważne jak obrócimy blat, zawsze będzie on w pozycji pionowej.

Zastosowania żyroskopów

Żyroskopy ze względu na swoje właściwości są bardzo szerokie zastosowanie. Stosowane są w systemach stabilizacji statków kosmicznych, w systemach nawigacji statków i samolotów, w urządzenia mobilne i konsole do gier, a także sprzęt do ćwiczeń.

Zastanawiam się jak takie urządzenie może zmieścić się w nowoczesnym telefon komórkowy i dlaczego jest tam potrzebny? Faktem jest, że żyroskop pomaga określić położenie urządzenia w przestrzeni i poznać kąt odchylenia. Telefon nie ma oczywiście bezpośrednio obrotowego blatu; żyroskop to układ mikroelektromechaniczny (MEMS) zawierający elementy mikroelektroniczne i mikromechaniczne.

Jak to działa w praktyce? Wyobraźmy sobie, że grasz w swoją ulubioną grę. Na przykład wyścigi. Aby obrócić kierownicę wirtualnego samochodu, nie musisz naciskać żadnych przycisków, wystarczy zmienić położenie gadżetu w dłoniach.

Jak widać, żyroskopy to niesamowite urządzenia, które mają korzystne właściwości. Jeśli chcesz rozwiązać problem obliczenia ruchu żyroskopu w polu sił zewnętrznych, skontaktuj się ze specjalistami obsługa studentów kto pomoże Ci uporać się z tym szybko i skutecznie!