Гіроскоп своїми руками креслення. Механічний роторний гіроскоп із підручних матеріалів

Саморобний гіроскоп

Гіроскоп(від др.-грец. yupo «кругове обертання» і okoпеw «дивитися») - тверде тіло, що швидко обертається, основа однойменного пристрою, здатного вимірювати зміну кутів орієнтації пов'язаного з ним тіла відносно інерційної системикоординат, як правило, засноване на законі збереження обертального моменту (моменту імпульсу).

Саму назву "гіроскоп" і робочий варіант цього пристрою вигадав у 1852 р. французький вчений Жан Фуко.

Серед механічних гіроскопіввиділяється роторний гіроскоп - тверде тіло, що швидко обертається, вісь обертання якого здатна змінювати орієнтацію в просторі. У цьому швидкість обертання гіроскопа значно перевищує швидкість повороту осі його обертання. Основна властивість такого гіроскопа - здатність зберігати у просторі постійний напрямок осі обертання за відсутності впливу неї моментів зовнішніх сил.

Для виготовлення гіроскопа нам знадобиться:

1. Шматок ламінату;
2. Донце 2 шт. від консервної банки;
3. Сталева паличка;
4. Пластилін;
5. Гайки або(и) грузила;
6. Два шурупи;
7. Дріт (мідна товста);
8. Поксипол (або ін. застигаючий клей);
9. Ізолента;
10. Нитки (для запуску і ще);
11. А також інструмент: пила, викрутка, керн та ін.

Загальна ідея зрозуміла викладена малюнку:

Приступаємо:

1) Беремо ламінат та вирізаємо з нього 8-ми вугільну рамку (на фото вона 6-ти вугільна). Далі висвердлюємо в ній 4 дірки: 2 (на кінцях) по фронту, 2 поперек (те ж на кінцях), дивись фото. Тепер зігнемо в кільце дріт (діаметр дроту приблизно дорівнює діаметру рамки). Візьмемо 2-ва шурупа (болта) і проб'ємо в них по заглибленню на кінцях шилом або керном (на крайній кінець можна висвердлити дрилем).

2) Потрібно зібрати головну частину – ротор. Для цього беремо дві денця від консервної банки і робимо в них по дірці в центрі. Дірка діаметром має відповідати вісь-стрижню (який ми туди вставимо). Щоб зробити вісь-стрижень, візьмемо цвях або довгий болт і обріжемо по довжині, кінці треба заточити. Щоб центрування було краще, вставимо стрижень у дриль і як на верстаті заточимо напилком або точильним каменем з 2-х сторін. Добре було б зробити канавку на ньому для заводу ниткою. На один із дисків намажемо пластиліну, і в нього напхаємо гайок і грузил (у кого є сталеві кільця, то це ще краще). Тепер з'єднуємо обидва диски (на кшталт бутерброд) і протикаємо їх через дірки віссю-стрижнем. Змащуємо всю цю справу поксиполом (або іншим клеєм), вставимо наш ротор у дриль і поки поксипол застигає, центруватимемо диск (це найважливіша частина роботи). Баланс має бути ідеальним.

3) Збираємо по картинці, вільний хід ротора вгору-вниз має бути мінімальним (відчувається, але трохи).

Серед механічних гіроскопів виділяється роторний гіроскоп - тверде тіло, що швидко обертається,вісь обертання якого здатна змінювати орієнтацію у просторі. При цьому швидкість
обертання гіроскопа значно перевищує швидкість повороту його осі
обертання. Основна властивість такого гіроскопа - здатність зберігати в
просторі постійний напрямок осі обертання за відсутності
на неї моментів зовнішніх сил.

Обов'язково подивіться це відео.
Це магазинний гіроскоп:

Так, зі сміття)) нам знадобиться-1. шматок ламінату (знайшов обрізок у діда на
балконі), 2. Донечко та кришка консервної банки (з'їв квасолю-отримав
банку) 3. Сталева паличка (найскладніша деталь-нашол на вулиці)
4.Пластилін(спер у сестри) 5.Гайки або(і)вантажила 6.два
шурупа, кернер (гостра штука на кінці, зійде і шило, все у діда)
6. дріт (мідна товста, у діда знайшов)) 7. Поксипол (або ін.
клей, взяв у діда)) 8. Ізолента (там же)) 9. Нитки (для запуску і дечого
ще, у бабусі)) а також пила, викрутка та ін ...
загальна ідея зрозуміла тут

далі виріжемо з ламінату рамку і зігнемо в кільце дріт,
шурупах треба пробити по поглибленню шилом (я не робив заново, я просто
розібрав свій гіроскоп і сфоткав частини…))

потім зберемо головну частину-ротор (або якось інакше)) беремо денце і
шийка (вони однакові) робимо в них по дірці (у цетрі!!) дірка повинна
бути товщиною з палицю залізну. Залізний стрижень обріжемо по довжині, кінці
Що б центрування було краще, вставимо стрижень в дриль і як на
верстаті заточимо напилком з 2 сторін так само треба зробити канавку для
заводу ниткою (на фотці знайдете)) на один з дисків намажемо пластиліну, а
в нього напхаємо гайок і грузил(у кого є сталеве кільце-ваще
шикарно) потім з'єднаємо обидва диски (бутерброд) і проткнемо їх через дірки
віссю. Змаза все це справа поксиполом, засунем його (справа)) в дриль і поки
поксипол холоне, центруватимемо диск (щоб не бив) це найважливіша
частина роботи. Баланс має бути ідеальним.

Ця саморобка буде цікава насамперед маленьким дітям. Особливо якщо збирати її разом. А взагалі виготовлення роторного гіроскопа з підручних засобів – це відмінний спосібвесело та з користю провести вільний час. Незважаючи на візуальну складність усієї конструкції, зробити її дуже просто, адже, по суті, гіроскоп – це звичайний дзига, тільки з «секретом».

Втім, сам принцип роботи гіроскопа також досить простий: маховик обертається за годинниковою стрілкою навколо своєї осі, яка, у свою чергу, пов'язана з кільцем і обертальні рухи в горизонтальній площині. Це кільце жорстко закріплено в іншому кільці, що повертається навколо третьої осі. Ось і весь секрет.

Процес виготовлення механічного роторного гіроскопа

Від пластикової трубивідрізаємо два кільця однакової ширини. Також буде потрібно підшипник, який потрібно пролити суперклеєм, щоб він не крутився. У внутрішнє кільце запресовуємо дерев'яну «таблетку», в якій по центру потрібно просвердлити отвір під металевий стрижень із загостреними кінцями.

На один край стрижня одягаємо шматок пластикової трубки(Можна запозичити з кулькової ручки). У пластикове кільцесвердлимо два отвори під стрижень і стикуємо з віссю, що обертається, підшипника за допомогою металевих трубок більшого діаметру (можна використовувати відрізки телескопічної антени).

Якось я спостерігав розмову двох друзів, точніше подруг:

А: О, знаєш, у мене новий смартфон, у ньому є навіть вбудований гіроскоп

Б: Аа, так, я теж скачала собі, поставила гіроскоп на місяць

А: Емме, ти точно впевнена, що це гіроскоп?

Б: Так, гіроскоп для всіх знаків зодіаку.

Щоб таких діалогів у світі поменшало, пропонуємо дізнатися, що таке гіроскоп і як він працює.

Гіроскоп: історія, визначення

Гіроскоп – прилад, що має вільну вісь обертання та здатний реагувати на зміну кутів орієнтації тіла, на якому він встановлений. При обертанні гіроскоп зберігає своє становище незмінним.

Саме слово походить від грецьких gyreuо- обертатися і skopeo– дивитися, спостерігати. Вперше термін гіроскоп було введено Жаном Фуко 1852 року, але винайшли прилад раніше. Це зробив німецький астроном Йоганн Боненбергер 1817 року.

Є обертаються з високою частотоюТверді тіла. Вісь обертання гіроскопа може змінювати свій напрямок у просторі. Властивості гіроскопа мають артилерійські снаряди, що обертаються, гвинти літаків, ротори турбін.

Найпростіший приклад гіроскопа – дзигачи добре всім відома дитяча іграшка дзиґа. Тіло, що обертається навколо певної осі, яка зберігає положення у просторі, якщо на гіроскоп не діють якісь зовнішні сили та моменти цих сил. При цьому гіроскоп має стійкість і здатний протистояти впливу зовнішньої сили, що багато в чому визначається його швидкістю обертання.

Наприклад, якщо ми швидко розкрутимо юлу, а потім штовхнемо її, вона не впаде, а продовжить обертання. А коли швидкість дзиги впаде до певного значення, почнеться прецесія – явище, коли вісь обертання описує конус, а момент імпульсу дзиги змінює напрямок у просторі.

Види гіроскопів

Існує безліч видів гіроскопів: двохі триступеневі(Поділ за ступенями свободи або можливим осям обертання), механічні, лазерніі оптичнігіроскопи (розподіл за принципом дії).

Розглянемо найпоширеніший приклад - механічний роторний гіроскоп. По суті це дзига, що обертається навколо вертикальної осі, яка повертається навколо горизонтальної осі і в свою чергу закріплена ще в одній рамі, що повертається вже навколо третьої осі. Як би ми не повертали дзигу, він завжди буде саме у вертикальному положенні.

Застосування гіроскопів

Завдяки своїм властивостям гіроскопи знаходять дуже широке застосування. Вони використовуються в системах стабілізації космічних апаратів, в системах навігації кораблів та літаків, мобільних пристрояхта ігрових приставках, а також як тренажерів.

Цікавить, як такий прилад може поміститися в сучасний мобільний телефоні навіщо він там потрібний? Справа в тому, що гіроскоп допомагає визначити положення пристрою в просторі та дізнатися про кут відхилення. Звичайно, в телефоні немає вовчка, що безпосередньо обертається, гіроскоп являє собою мікроелектромеханічну систему (МЕМС), що містить мікроелектронні і мікромеханічні компоненти.

Як це працює на практиці? Припустимо, що ви граєте в улюблену гру. Наприклад, перегони. Щоб повернути кермо віртуального автомобіля, не потрібно натискати жодних кнопок, достатньо лише змінити положення свого гаджета в руках.

Як бачимо, гіроскопи – дивовижні прилади, які мають корисними властивостями. Якщо вам знадобиться вирішити завдання на розрахунок руху гіроскопа в полі зовнішніх сил, звертайтесь до фахівців студентського сервісу, які допоможуть вам впоратися з нею швидко та якісно!