Гіроскоп своїми руками креслення. Як улаштований гіроскоп: суть, принцип роботи, де застосовується. Процес виготовлення механічного роторного гіроскопа

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 чудовий спосіб весело 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 надягаємо шматок пластикової трубки (можна запозичити з кулькової ручки). У пластиковому кільці свердлимо два отвори під стрижень і стикуємо з віссю підшипника, що обертається, за допомогою металевих трубок більшого діаметра(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 обертовими з високою частотою тверді 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 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, звертайтеся до фахівців студентського сервісу, які допоможуть вам впоратися з нею швидко та якісно!

Механічні гіроскопибувають різними. Особливо цікавим є роторний гіроскоп. Суть його полягає в тому, що тіло, що обертається навколо своєї осі, досить стабільне в просторі, хоча може змінювати напрям самої осі. Швидкість повороту осі істотно нижча за швидкість повороту країв гіроскопа. Обертання гіроскопа схоже на переміщення юли на підлозі. Різниця юли з гіроскопом у тому, що дзиґа вільна у просторі, а гіроскоп обертається у строго закріплених точках, що знаходяться у зовнішній планці, та має захист, щоб при падінні продовжувати обертання.

Вам знадобиться

• - дві кришки від консервних банок
• - шматочок ламінату
• - ізоляційна стрічка
• - гайки 6 шт.
• - сталева вісь чи цвях
• - пластилін
• - клей
• - 2 болти
• - товстий дріт
• - дриль, напилок

Інструкція

1. Маючи ці запчастини, ми можемо приступити до збирання ротора. Рівно по центру кришок від консервних банок пробиваємо дірочки, бажано таким же цвяхом, як і той, з якого ми робитимемо вісь ротора. Далі за допомогою пластиліну кріпимо гайки на кришці, можна покласти більше шести, вага по краю ротора збільшить час його обертання.
2. Далі робимо вісь. Для цього закріпимо електродриль у лещатах, затягнемо в ньому цвях без капелюшка та напилком заточимо. Так заточування осі розташовуватиметься максимально близько до центру осі. Заточити необхідно із двох сторін.
3. Не виймаючи заточену вісь із дриля, зробимо жолоб для нитки, якою запускатиме ротор. На вісь прикріплюємо кришку з гайками за допомогою клею, але не використовуйте таку, що застигає занадто швидко. Добре підійде "Поксипол". Промажте гайки цим же клеєм.
4. Тепер найголовніше – балансування. Поки клей сохне, вам потрібно ідеально розмістити вантажі на краю кришки. Включаємо дриль (вертикально), якщо ротор, що обертається, б'є в якусь сторону, то якийсь вантаж розташований не правильно. Поправляємо, пробуємо знову. Змащуємо гайки зверху та накриваємо другою кришкою. На краї ротора приклеюємо ізоленту. Сушимо. Сам ротор готовий!
5. Беремо два болти довше, кріпимо в лещата і пробиваємо в них поглиблення, в яких буде закріплений ротор. Тепер потрібно вигадати зовнішню рамку. З ламінату вирізаємо коло. Краще заздалегідь промалювати його циркулем. Відразу промалюйте вертикальну та горизонтальну лінії під кутом 90 градусів. Усередині вирізаємо коло менше, але таке, щоб туди містився ротор. По горизонтальних лініях робимо дірочки для болтів один проти одного. Вкручуємо болти. Між ними поміщаємо вісь нашого гіроскопа. При цьому не можна затягувати занадто щільно, інакше тертя гаситиме швидкість обертання, і нічого не вийде. Залиште близько 1 мм ходу, але так, щоб гіроскоп не вивалювався з болтів. Приклеюємо болти до планки, щоб вібрація не викрутила їх із рамки.
6. Залишилося лише встановити захист. Беремо товстий дріт, згинаємо в кільце. За місцем зазначеної горизонталі прикріплюємо до виробу. Гіроскоп готовий. Намотуємо ниточку на вісь і, різко смикаючи за неї, перевіряємо працездатність.