什么是萬向節(Gimbal)？

萬向節，也稱為萬向節環，是一種機械裝置，由兩個或兩個以上的環以直角安裝在軸上。安裝在三環框架上的物體將保持水平懸掛在環之間的平面上，而不考慮底座的穩定性。萬向節有廣泛的實際用途，從航天飛機軌道飛行器在發射過程中...

萬向節，也稱為萬向節環，是一種機械裝置，由兩個或兩個以上的環以直角安裝在軸上。安裝在三環框架上的物體將保持水平懸掛在環之間的平面上，而不考慮底座的穩定性。萬向節有廣泛的實際用途，從航天飛機軌道飛行器在發射過程中使用萬向節來控制主發動機的推力。萬向節可用于在不穩定的環境中保持物體水平——例如，許多安裝在儀表板上的杯托都是萬向節。在船上和飛機上的環境中，當測量儀器（如計時器和羅盤）必須與水平面保持水平時，萬向節也非常有價值。萬向節也可用于航空航天導航，因為它們可以被設置為從一個特定的參考點（如地球或太陽）提供穩定的測量，而不管它們在空間中的實際位置。用于航空航天導航的萬向節利用歐拉角來確定物體（如航天器）的方位。當用于航空航天導航時，萬向節由三個測量俯仰、橫搖和偏航的陀螺儀組成。俯仰是指飛行器繞橫軸旋轉。在飛機的例子中，飛機的機頭朝上是為了增加俯仰，向下是為了降低俯仰。橫滾，也稱為傾斜，是飛機沿縱軸，而偏航是指圍繞質心旋轉。萬向節與基座（例如月球）定向，萬向節角度測量飛行器相對于基座的位置。有時，會出現所謂的萬向節鎖定，當可能超過萬向節系統的測量能力時，需要操作員重置萬向節當沿一個軸旋轉時會產生另一個軸，例如當飛機垂直上升到空中時，使偏航的任何讀數變得毫無意義，因為兩個軸在同一個方向上對齊。可以通過增加一個冗余的陀螺儀來克服萬向節鎖。因為萬向節允許物體在三維空間中移動，它們經常被用于電影中重現湍流或洶涌海面引起的突然運動。萬向節也出現了在物體需要大范圍旋轉或旋轉的情況下，像電影攝影機或火箭發動機一樣，萬向節在許多行業都是非常有用的工具

發表于 2020-09-06 21:05
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分類：科學教育

什么是萬向節(Gimbal)？

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