تبلیغات
انجمن علوم و فنون پارس - ژیروسکوپ (2)
ژیروسکوپ (2) | مهندسی مکانیک ,

ژیروسکوپ

ژیروسکوپ واژه ای یونانی است که از دو بخش Gyro به معنای دوران و Scope به معنای نشان دادن تشکیل شده است. پس معنای تحت الفظی آن دوران نما می باشد.

ژیروسکوپ عضو اصلی سیستم های هدایت اینرسی است و برای اندازه گیری مقدار دوران ، سرعت دوران و ایجاد محورهای مختصات مرجع در وسایل نقلیه ی هوایی و دریایی به کار می رود.

عضو اصلی ژیروسکوپها یک روتور است که با سرعت زیاد حول محور تقارن خود دوران می کند. در اثر اینرسی جرم دوار،مومنتوم زاویه ای نسبتا ً بزرگی ایجاد می گردد. طبق اصل بقای اندازه حرکت زاویه ای ، روتور سعی دارد جهت خود را همواره در فضا حفظ کند. پس اگر یاتاقان بندی محور چرخش را در طوقه های معلق تعبیه کنیم تا گشتاور خارجی به آن اعمال نشود، محور چرخش روتور همواره به جهت ثابتی اشاره می کند، حتی اگر کل سیستم روی یک وسیله ی نقلیه سوار شده باشد.

پس با استفاده از این وسیله می توان جهت و یا محورهایی برای وسیله ی نقلیه تعریف کرد که هر گونه حرکت زاویه ای وسیله ی نقلیه نسبت به این محورها سنجیده می شود.

انواع محرک های روتور در ژیروسکوپ

برای  کارکرد هر چه بهتر ژیروسکوپ لازم است که مومنتوم زاویه ای بزرگی داشته باشیم. برای اینکه مومنتوم زاویه ای بزرگی داشته باشیم، باید سرعت روتور را بالا ببریم.

برای این کار بسته به نوع کاربرد، از محرک های مختلفی استفاده مشود که مهمترین آنها موتور الکتریکی است. نوع دیگر محرک، محرک نخی یا تسمه ای است که این نوع محرک در موشک های کوتاه برد استفاده می شود. نوع دیگر محرک، استفاده از انرژی پتانسیل گاز تحت فشار است که در آن روتور با سرعت بالای گاز تحت فشار به حرکت در می آید. این نوع محرک نیز برای سیستم های با کارکرد کوتاه به کار می رود. از فنر نیز می توان برای به حرکت درآوردن روتور استفاده کرد. همچنین از چاشنیهای انفجاری در داخل روتور نیز می توان استفاده کرد.

خواص اساسی ژیروسکوپ

صلبیت : در صورت عدم اعمال گشتاور خارجی ، محور چرخش روتور همواره در فضای اینرسی به جهت ثابتی اشاره می کند و جهت خاصی را در فضا تعریف می کند.

حرکت تقدیمی : چنانچه گشتاوری مانند M در راستایی غیر از راستای بردار مومنتوم زاویه ای H به روتور آن اعمال شود ، محور چرخش در راستای برداری عمود بر صفحه ی بردار گشتاور خارجی و مومنتوم زاویه ای دوران خواهد کرد.جهت دوران نیز این گونه است که بردار H همواره سعی دارد با طی زاویه ی کوچکتر به طرف بردار M دوران نماید.

به عبارت دیگر اگر روتوری با دور Ws بچرخد ، چنانچه محور دوران آن را با سرعت Wp بچرخانیم ، عملا ً گشتاوری در جهت عمود بر این دو سرعت وارد می شود و محور روتور را در جهت دیگری منحرف می کند. قانون دست راست در مورد جهت های Ws و Wp و T حاکم است.

ساختمان انواع ژیروسکوپ

ژیروسکوپ ها از نظر ساختمان به دو دسته ی یک درجه آزادی و دو درجه آزادی تقسیم می شوند.

ژیروسکوپ دو درجه آزادی علاوه بر محور چرخش روتور، دارای دو محور دوران دیگر نیز می باشد و در حالت عادی محور چرخش و این دو محور نسبت به هم متعامدند. این ژیروسکوپ نخستین نوع ژیروسکوپ است و در سیستمهای کنترل آتش ، وسایل کنترل موقعیت و قطب نماهای ژیروسکوپی استفاده می شود.

اما در ژیروسکوپ یک درجه آزادی ، روتور به جز حرکت حول محور چرخش ، تنها می تواند حول یک امتداد دیگر دوران کند. ژیروسکوپهای یک درجه آزادی به سه دسته تقسیم می شوند:

ژیروسکوپ سرعتی که در آن عامل بازگرداندن مجموعه ی دوار به حالت اولیه یک عنصر الاستیک مثل فنر است و برای تعیین سرعت زاویه ای به کار می رود.

ژیروسکوپ انتگرالی که در آن عامل اصلی مقاومت در برابر دوران مجموعه ی دوار حول محور خودش ، گشتاور ناشی از دمپینگ سیالی با ویسکوزیته ی بالاست و برای اندازه گیری جابجایی دورانی (مقدار زاویه ی جابجایی) به کار می رود. در این ژیروسکوپ چون مجموعه ی دوار در یک سیال شناور است ، اصطکاک تکیه گاهها کم شده و خطای ژیروسکوپ کم می شود.

ژیروسکوپ مقید اگر در ژیروسکوپ انتگرالی از سیال با لزجت کم و یا گاز استفاده شود ، در این صورت واکنش قابل توجهی به عنوان گشتاور ناشی از دمپینگ سیال نداریم و فقط اینرسی مجموعه ی دوار است که از خارج شدن طوقه از وضعیت اولیه جلوگیری می کند.



نوشته شده توسط مدیر وبلاگ در پنجشنبه 24 اردیبهشت 1388 و ساعت 10:44 ق.ظ
نوشته های پیشین
+ شیر آب جادویی+ هنر اندازه گیری و مدل سازی در آزمایش مودال و مشکلات آن-1+ فرهنگ مصرف در ایران+ ذخایر اورانیوم ایران ( Iran uranium )+ پهپاد ( UAV ) ؟ ؟+ نگاهی به "سبك زندگی" ترویجی سینما و تلویزون و رابطه آن با "جمعیت"+ پهباد (UAV)+ ساخت ربات مسیریاب+ شبیه سازی بویلر زغال سنگ سوز به کمک نرم افزار EES (قسمت 4)+ شعار سال 91+ سال نو مبارک+ کمپین خودجوش دانشجویان ایرانی برای همکاری داوطلبانه با سازمان انرژی اتمی+ بررسی رفتار غیر خطی سازه در تست مودال+ عید غدیر مبارک+ ارائه یك طرح نوین مهندسی جهت مدیریت ناوگان اتوبوسرانی درون شهری+ مبارزه بیولوژیک، راهی بسوی توسعه پایدار کشاورزی+ سوخت بیودیزل چیست ؟+ عید فطر مبارک+ کاربرد نانوتکنولوژی در کشاورزی+ دیدار رهبر معظم انقلاب اسلامی امام خامنه ای، با اساتید دانشگاه ها+ علائم کمبود و بیشبود (مسمومیت) عناصر غذایی پرمصرف اصلی در گلخانه ها+ شبیه سازی بویلر زغال سنگ سوز به کمک نرم افزار EES (قسمت 3)+ بن سای ( درختان مینیاتوری )+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت سوم+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت دوم+ پیوند زنی و انواع آن Grafting | قسمت اول+ بستر كشت گیاهان گلخانه ای + List of Papers from IOMAC2009+ تکنیک‌های تهیه و تولید کشت آگار + مزایای كشت گلخانه‌ای

صفحات: