Gyroskop på radiostyrte modeller. Gyroskop på radiostyrte modeller Produksjonsprosess av et roterende mekanisk gyroskop

Hjemmelaget gyroskop

Gyroskop(fra gammelgresk yupo "sirkulær rotasjon" og okopew "å se") - et raskt roterende stivt legeme, grunnlaget for en enhet med samme navn, som er i stand til å måle endringen i orienteringsvinklene til et legeme assosiert med det relativt et treghetskoordinatsystem, vanligvis basert på loven om bevaring av rotasjonsmoment (vinkelmoment).

Selve navnet "gyroskop" og en fungerende versjon av denne enheten ble oppfunnet i 1852 av den franske forskeren Jean Foucault.

roterende gyroskop- et raskt roterende fast legeme, hvis rotasjonsakse er i stand til å endre sin orientering i rommet. I dette tilfellet overgår rotasjonshastigheten til gyroskopet betydelig rotasjonshastigheten til rotasjonsaksen. Hovedegenskapen til et slikt gyroskop er evnen til å opprettholde en konstant retning av rotasjonsaksen i rommet i fravær av påvirkning av øyeblikk av eksterne krefter på den.

For å lage et gyroskop trenger vi:

1. Et stykke laminat;
2. Bunn 2 stk. fra en blikkboks;
3. Stålpinne;
4. Plasticine;
5. Nøtter og / eller synker;
6. To skruer;
7. Wire (tykt kobber);
8. Poxipol (eller annet stivende lim);
9. Isolasjonstape;
10. Tråder (for start og noe annet);
11. I tillegg til et verktøy: sag, skrutrekker, kjerne osv.

Den generelle ideen er tydelig som vist i figuren:

Starter:

1) Vi tar laminatet og kutter ut en 8-sidig ramme fra den (på bildet er den 6-sidig). Deretter borer vi 4 hull i den: 2 (i endene) langs fronten, 2 på tvers (det samme i endene), se bildet. Nå bøyer vi ledningen til en ring (ledningsdiameteren er omtrent lik rammediameteren). Ta to skruer (bolter) og slå dem gjennom sporet i endene med en syl eller kjerne (i verste fall kan du bore med en bor).

2) Trenger å samle inn hoveddel- rotor. For å gjøre dette, ta 2 bunner fra en blikkboks og lag et hull i midten i dem. Hullet med diameteren skal svare til aksestangen (som vi vil sette inn der). For å lage en aksestang, ta en spiker eller en lang bolt og kutte den i lengden, må endene slipes. For bedre sentrering, sett stangen inn i boret, og som på en maskin, skjerp den med en fil eller en slipestein fra to sider. Det ville også være fint å lage et spor på den for tråden. På en av platene vil vi smøre plasticine, og vi vil fylle nøtter og senk i den (den som har en stålring, dette er enda bedre). Nå kobler vi begge platene (som en sandwich) og stikker dem gjennom hullene med en svingakse. Vi smører det hele med poxipol (eller annet lim), setter inn rotoren vår i boret, og mens poxipol stivner, sentrerer vi skiven (dette er den viktigste delen av arbeidet). Balansen må være perfekt.

3) Hvis du setter den sammen i henhold til bildet, bør rotorfri kjøring opp og ned være minimal (filt, men litt).

En gang så jeg en samtale mellom to venner, eller rettere sagt venninner:

A: Å, du vet, jeg har en ny smarttelefon, den har til og med et innebygd gyroskop

B: Ah, ja, jeg lastet også ned selv, satte gyroskopet på i en måned

A: Um, er du sikker på at det er et gyroskop?

B: Ja, et gyroskop for alle dyrekretsen.

For å gjøre slike dialoger litt mindre i verden, foreslår vi å lære hva et gyroskop er og hvordan det fungerer.

Gyroskop: historie, definisjon

Et gyroskop er en enhet som har en fri rotasjonsakse og er i stand til å svare på endringer i orienteringsvinklene til kroppen som den er installert på. Når du roterer, holder gyroskopet sin posisjon uendret.

Selve ordet kommer fra gresk gyreuo- roter og skopeo- se, observer. Begrepet gyroskop ble først introdusert Jean Foucault i 1852, men enheten ble oppfunnet tidligere. Dette ble gjort av en tysk astronom Johann Bonenberger i 1817.

De er faste stoffer som roterer med høy frekvens. Gyroskopets rotasjonsakse kan endre retning i rommet. Roterende artilleriskall, flypropeller, turbinrotorer har egenskapene til et gyroskop.

Det enkleste eksemplet på et gyroskop er snurre eller det kjente barneleken whirligig. Et legeme som roterer rundt en bestemt akse, som opprettholder sin posisjon i rommet, hvis noen ytre krefter og øyeblikk av disse kreftene ikke virker på gyroskopet. Samtidig er gyroskopet stabilt og tåler påvirkning fra eksterne krefter, som i stor grad bestemmes av rotasjonshastigheten.

For eksempel, hvis vi raskt snurrer whirligig og skyver den, vil den ikke falle, men vil fortsette å rotere. Og når toppens hastighet faller til en viss verdi, begynner presesjonen - et fenomen når rotasjonsaksen beskriver en kjegle, og toppens vinkelmoment endrer retning i rommet.

Typer gyroskop

Det er mange typer gyroskoper: to og tre-graders(separasjon med frihetsgrader eller mulige rotasjonsakser), mekanisk, laser og optisk gyroskop (separasjon i henhold til handlingsprinsippet).

La oss vurdere det vanligste eksemplet - mekanisk roterende gyroskop... Faktisk er det en topp som roterer rundt en vertikal akse, som roterer rundt en horisontal akse og i sin tur er festet i en annen ramme, som roterer rundt en tredje akse. Uansett hvordan vi snur toppen, vil den alltid være i oppreist stilling.

Påføring av gyroskop

På grunn av egenskapene er gyroskoper mye brukt. De brukes i romfartøystabiliseringssystemer, i navigasjonssystemer for skip og fly, i mobile enheter og spillkonsoller, samt simulatorer.

Interessert i hvordan en slik enhet kan passe inn i en moderne mobiltelefon og hvorfor trengs den der? Faktum er at gyroskopet hjelper til med å bestemme posisjonen til enheten i rommet og å kjenne avbøyningsvinkelen. Selvfølgelig har telefonen ikke en direkte roterende topp, gyroskopet er et mikroelektromekanisk system (MEMS) som inneholder mikroelektroniske og mikromekaniske komponenter.

Hvordan fungerer det i praksis? La oss si at du spiller favorittspillet ditt. For eksempel racing. For å vri på rattet til en virtuell bil trenger du ikke å trykke på noen knapper, du trenger bare å endre posisjonen til gadgeten din i hendene.

Som du kan se, er gyroskop fantastiske enheter med nyttige egenskaper... Hvis du trenger å løse problemet med å beregne gyroskopets bevegelse innen eksterne krefter, kan du kontakte spesialistene til studenttjenesten som vil hjelpe deg med å takle det raskt og effektivt!

Dette hjemmelagde produktet vil først og fremst være interessant for små barn. Spesielt hvis du setter det sammen. Generelt er det å lage et roterende gyroskop fra improviserte midler en fin måte å ha det gøy og nyttig fritid... Til tross for den visuelle kompleksiteten i hele strukturen, er det veldig enkelt å lage det, fordi et gyroskop faktisk er en vanlig topp, bare med en "hemmelighet".

Imidlertid er selve driftsprinsippet til gyroskopet også ganske enkelt: svinghjulet roterer med klokken rundt sin akse, som igjen er konjugert med ringen og gjør rotasjonsbevegelser i horisontalplanet. Denne ringen er stivt festet i en annen ring som svinger rundt en tredje akse. Det er hele hemmeligheten.

Rotasjonsmekanisk produksjonsprosess for gyroskop

Fra plastrør klipp av to ringer av samme bredde. Du trenger også et lager som må søles med superlim for å forhindre at det spinner. Vi presser en "tablett" av tre inn i den indre ringen, der du må bore et hull i midten for en metallstang med spisse ender.

I den ene enden av stangen setter vi på et stykke plastrør (kan lånes fra kulepenn). I en plastring borer vi to hull for stangen og går sammen med den roterende lageraksen ved hjelp av metallrør med større diameter (du kan bruke deler av en teleskopantenn).

Blant mekaniske gyroskoper, rotorgyroskop - et raskt roterende fast stoff, hvis rotasjonsakse er i stand til å endre sin orientering i rommet. I dette tilfellet, hastigheten
rotasjon av gyroskopet overstiger betydelig rotasjonshastigheten til dens akse
rotasjon. Hovedegenskapen til et slikt gyroskop er evnen til å holde seg inne
plass uendret retning av rotasjonsaksen i fravær
innvirkningen på det av øyeblikk av eksterne krefter.

Husk å se denne videoen.
Dette er et kjøpt gyroskop:

Ja, fra søpla)) vi trenger et stykke laminat (vi fant et skrot fra bestefar på
balkong), 2. Bunn og lokk på en blikkboks (spiste bønner - mottatt
krukke) 3. stålpinne (den vanskeligste delen finnes på gaten)
4. Plasticine (stjålet fra søsteren min) 5. Nøtter og / eller sink 6. To
skrue, midtstans (et skarpt stykke på slutten, det kommer av og en syl, alt er hos bestefaren)
6. ledning (tykt kobber, bestefar hadde nashol) 7. 7. Poksipol (eller annen herding
lim, tok det fra bestefaren min)) 8.Isoleringstape (ibid.)) 9. Tråder (for start og noe
også hos bestemoren min)) så vel som en sag, en skrutrekker osv.
den generelle ideen er klar her

så vil vi montere hoveddelens rotor (eller på en eller annen måte)) vi tar bunnen og
nakken (de er de samme) vi lager et hull i dem (i midten !!) hullet skal
være så tykk som en jernpinne. Skjær jernstangen i lengden, endene
For å gjøre sentreringen bedre, sett stangen inn i boret og, som på
skjerp maskinen med en fil på 2 sider, du må også lage et spor for
fabrikk med tråd (på bildet finner du den)) på en av platene vi skal smøre plastilin, og
vi stapper nøtter og senk i den (den som har en stålring, til slutt
nydelig) koble deretter begge platene (sandwich) og stikk dem gjennom hullene
Smør det hele med poxipol, legg det (sak) i boret og foreløpig
poxipol fryser, vil vi sentrere platen (for ikke å treffe) dette er det viktigste
en del av jobben. Balansen må være perfekt.

Et roterende gyroskop er et raskt roterende fast legeme, hvis rotasjonsakse er i stand til å endre sin orientering i rommet. I dette tilfellet overgår rotasjonshastigheten til gyroskopet betydelig rotasjonshastigheten til rotasjonsaksen.
Dette gyroskopet er i stand til å opprettholde en konstant retning av rotasjonsaksen i rommet i fravær av påvirkning av eksterne krefter på den.

Uklar? Vi ser på videoen - hvordan gyroskopet fungerer.

Hvordan lage et gyroskop

Vi vil gjøre det fra tilgjengelige midler.

Du vil trenge:

et stykke laminat;
2 boks lokk / bunn;
stålstang;
nøtter;
2 skruer;
midtstans;
kobbertråd;
Poxipol lim;
isoleringstape.

Klipp ut hovedrammen fra laminatet. Vi bøyer kobbertråden i form av en ring, og lager fordypninger i skruene ved hjelp av en kjerne.

Skjær stålstangen til ønsket lengde og skjerp endene. Du må også lage et spor for tråden.

Rotor

I to lokk fra bokser lager vi hull i midten. Vi sprer plasticine på et av dekslene og fester muttere på det. Vi lukker det andre lokket og setter inn stangen. Smør på begge sider med "Poxipol" og til limet har frosset er det nødvendig å sentrere skiven ved å sette den inn i boret. Balansen skal være perfekt.

Vi samler gyroskopet. Rotoren skal bevege seg ganske mye mellom skruene.

Installer trådringen. Ferdig.

Basert på materiale fra nettstedet: sam0delka.ru

Hjemmelaget gyroskop

Selve navnet "gyroskop" og en fungerende versjon av denne enheten ble oppfunnet i 1852 av den franske forskeren Jean Foucault.

Blant mekaniske gyroskoper, roterende gyroskop- et raskt roterende fast legeme, hvis rotasjonsakse er i stand til å endre sin orientering i rommet. I dette tilfellet overgår rotasjonshastigheten til gyroskopet betydelig rotasjonshastigheten til rotasjonsaksen. Hovedegenskapen til et slikt gyroskop er evnen til å opprettholde en konstant retning av rotasjonsaksen i rommet i fravær av påvirkning av øyeblikk av eksterne krefter på den.

For å lage et gyroskop trenger vi:

Den generelle ideen er tydelig som vist i figuren:

Starter:

2) Det er nødvendig å montere hoveddelen - rotoren. For å gjøre dette, ta 2 bunner fra en blikkboks og lag et hull i midten i dem. Hullet med diameteren skal svare til aksestangen (som vi vil sette inn der). For å lage en aksestang, ta en spiker eller en lang bolt og kutte den i lengden, må endene slipes. For bedre sentrering, sett stangen inn i boret, og som på en maskin, skjerp den med en fil eller en slipestein fra to sider. Det ville også være fint å lage et spor på den for tråden. På en av platene vil vi smøre plasticine, og vi vil fylle nøtter og senk i den (den som har en stålring, dette er enda bedre). Nå kobler vi begge platene (som en sandwich) og stikker dem gjennom hullene med en svingakse. Vi smører hele greia med poxipol (eller annet lim), setter inn rotoren vår i boret, og mens poxipol stivner, sentrerer vi skiven (dette er den viktigste delen av arbeidet). Balansen må være perfekt.

3) Hvis du setter den sammen i henhold til bildet, bør rotorfri kjøring opp og ned være minimal (filt, men litt).

4) Vi setter en trådbeskyttelse, fester den med tråd eller lim, og gyroskopet vårt er helt klart.

Mekanisk gyroskop er forskjellig. Det roterende gyroskopet er spesielt interessant. Essensen ligger i det faktum at et legeme som roterer rundt sin akse er ganske stabilt i rommet, selv om det kan endre retningen på selve aksen. Aksens rotasjonshastighet er betydelig lavere enn gyroskopkantenes rotasjonshastighet. Å rotere et gyroskop er som å flytte en virvel på gulvet. Forskjellen mellom en whirligig og et gyroskop er at whirligig er fri i rommet, og gyroskopet roterer på strengt faste punkter plassert i den ytre stangen, og har beskyttelse slik at den fortsetter å rotere når den faller.

Du vil trenge

- to lokk fra bokser
- et stykke laminat
- Elektrisk tape
- nøtter 6 stk.
- stålaksel eller spiker
- plasticine
- lim
- 2 bolter
- tykk ledning
- bor, fil

Bruksanvisning

Med disse delene i hånden kan vi begynne å montere rotoren. Nøyaktig i midten av lokkene fra boksene slår vi hull, helst med samme spiker som den vi skal lage rotoraksen fra. Deretter, ved hjelp av plastiline, fester vi mutrene på lokket, du kan sette mer enn seks, vekten langs kanten av rotoren vil øke rotasjonstiden.
Deretter lager vi en akse. For å gjøre dette, fikser vi den elektriske boren i en skruestikke, strammer neglen uten en hette i den og skjerper den med en fil. Dette vil holde akseslipingen så nær sentrum av aksen som mulig. Det er nødvendig å skjerpe på begge sider.
Uten å fjerne den skarpe aksen fra boret, vil vi lage et spor for tråden, som vil starte rotoren. Vi fester et deksel med muttere på akselen ved hjelp av lim, men bruker ikke et som herder for raskt. Poxipol fungerer bra. Beleg nøttene med samme lim.
Nå er det viktigste å balansere. Mens limet tørker, må du plassere vektene perfekt rundt kanten av lokket. Vi slår på boret (vertikalt), hvis den roterende rotoren treffer i en retning, så ligger ikke noe vekt riktig. Korrigerer, prøver på nytt. Smør mutrene ovenfra og dekk til med det andre lokket. Vi limer elektrisk tape på kantene på rotoren. Tørke. Selve rotoren er klar!
Vi tar to lengre bolter, fester dem i en skruestikke og stanser utsparinger i dem, der rotoren skal festes. Nå må du komme med en ytre ramme. Skjær en sirkel ut av laminatet. Det er bedre å tegne det på forhånd med et kompass. Tegn straks vertikale og horisontale linjer i en 90 graders vinkel. Innvendig kuttet vi ut en mindre sirkel, men slik at rotoren ville passe der. Langs de horisontale linjene lager vi hull for boltene mot hverandre. Vi skrur inn boltene. Vi plasserer gyroskopets akse mellom dem. I dette tilfellet må du ikke stramme for tett, ellers slukker friksjonen rotasjonshastigheten, og ingenting fungerer. La være ca 1 mm kjøring, men slik at gyroskopet ikke faller ut av boltene. Vi limer boltene til stangen slik at vibrasjon ikke løsner dem fra rammen.
Det gjenstår bare å etablere beskyttelse. Vi tar en tykk ledning, bøyer den til en ring. På stedet for den markerte horisontale linjen fester vi den til produktet vårt. Gyroskopet er klart. Vi vikler tråden på akselen, og trekker skarpt på den, sjekker vi ytelsen.

Et mekanisk gyroskop er ikke så komplisert, men arbeidet er ganske vakkert. Forskere har studert egenskapene i mer enn to hundre år. Man skulle tro at alt er studert, fordi en praktisk anvendelse lenge har blitt funnet og temaet bør lukkes.

Men det er entusiastiske mennesker som ikke blir lei av å hevde at når gyroskopet fungerer, endres vekten når det roterer i en eller annen retning eller i et bestemt plan. Dessuten høres slike konklusjoner ut som om gyroskopet overvinner tyngdekraften. Eller det danner en såkalt gravitasjonell skyggesone. Og til slutt er det folk som sier at hvis gyroskopets rotasjonshastighet overskrides til en viss kritisk verdi, får denne enheten en negativ vekt og begynner å fly av jorden.

Hva har vi med å gjøre? Muligheten for et gjennombrudd i sivilisasjonen eller en pseudovitenskapelig villfarelse?

Teoretisk er en vektendring mulig, men med så høye hastigheter at det er umulig å eksperimentere verifisere den under normale forhold. Men det er mennesker som hevder at de har sett overvinne tyngdekraften med en rotasjonshastighet på bare noen få tusen minutter. Dette eksperimentet er viet til å teste denne hypotesen.

Kjennetegn ved det enkleste hjemmelagde gyroskopet.

Ikke alle kan montere et gyroskop hvis mulig. Autorullen monterte et gyroskop som veide mer enn 1 kg. Topphastighet rotasjon på 5000 omdreininger. Hvis effekten av vektendring virkelig er til stede, vil den merkes på bjelkebalansen. Deres nøyaktighet, med tanke på friksjonen i hengslene, ligger innenfor 1 gram.

La oss begynne å eksperimentere.

Først snur du det balanserte gyroskopet med klokken i horisontalplanet. Et roterende svinghjul vil aldri være helt balansert, da det er umulig å balansere det perfekt. Ja og ingen lagre er perfekte.

Hvor kommer den aksiale og radiale vibrasjonen fra, som overføres til balansebjelken? Som et resultat av hva kan det være en tilsynelatende økning eller reduksjon i vekt? La oss prøve å snurre svinghjulet i den andre retningen for å teste teorien om at rotasjonsretningen spiller hovedrollen i en gravitasjonsformørkelse. Men det ser ut som at miraklet aldri vil skje.

Hva skjer hvis du henger og snurrer gyroskopet i vertikalt plan? Men selv i dette tilfellet skjer det ingen endringer på skalaen.

Tvunget presesjon.

Kanskje på skolen eller på instituttet ble du vist en slik installasjon for å demonstrere tvungen presesjon. Hvis du snurrer gyroskopet, for eksempel med klokken i vertikalt plan, og deretter dreier det med klokken igjen, hvis du ser ovenfra, men allerede i et horisontalt plan, så ser det ut til å ta av. Dermed reagerer han på ytre påvirkninger og søker å kombinere aksen og retningen på rotasjonen med aksen og rotasjonsretningen i det nye planet.

Noen mennesker som plutselig gikk inn på dette emnet, har feil forståelse av denne prosessen. Mm det ser ut til at et mekanisk gyroskop er i stand til å ta av hvis det blir tvunget til å snurre det i det andre planet, og dermed kan det antas å opprettes en innovativ motor. Samtidig stiger gyroskopet her bare fordi det frastøtes fra det roterende stativet, og det blir frastøtt fra bordet. I null tyngdekraft vil den totale impulsen til en slik konstruksjon være lik null.