Как гироскопы используются для управления движением?

1

Есть ли способ использовать гироскопы для управления движением устройства, похожего на ручку? Я пытаюсь создать устройство, которое сможет принимать входные данные радиуса и рисовать фигуры, не двигая рукой в ​​форме фигуры. Примером устройства такого типа может быть игрушечная ручка-гироскоп.

mechanical-engineering torque robotics Райан Алли
источник
Что вы подразумеваете под «взятием», как взятием на входе радиуса? Вы можете переназначить 3D-принтер на 2d с ручкой и вуаля ... избегая гироскопов. Для гироскопов исследовать некоторые механизмы автоматического управления полетом и т. Д.
Solar Mike
голосование за закрытие как за расплывчатое, чтобы иметь какой-либо смысл
agentp
@agentp: Не совсем. Ответ прост: нет, гироскопы с контрольным моментом не имеют такого размера и достаточного крутящего момента. Вывод будет выполнимым, но не «повтор». Неясные детали, такие как ввод радиуса нарисованной окружности, являются спорными, так как без приводов, которые могли бы перемещать его, удерживая в руке, независимо от того, как работают входы, выход не будет.
SF.

Ответы:

1

«Управление» как в «мониторе» или «приводе»?

Гироскопы могут следить за движением устройства, подобного ручке - гироскопические датчики на чипе доступны и достаточно малы, чтобы поместиться в них. Я не думаю, что вы могли бы управлять движением одного, хотя - это требует значительного крутящего момента, приводов на нескольких осях и маховика с массой не менее двух порядков от массы того, что приводится в движение.

В качестве примера гироскопов, управляющих движением объекта, вы можете взять CMG Международной космической станции . У МКС их несколько, они весят что-то порядка тонны каждый, и им нужно пару часов, чтобы повернуть станцию.

AFAIK, в производстве нет CMG размером с ручку, строим один самостоятельно, потому что необходимая миниатюризация недоступна никому, не имеющему доступа к мастерской по микромеханике, и даже тогда они контролируют только угол - вращение, а не перемещение, поэтому кончик вашего пера можно нарисовать красивые круги в воздухе, но как только вы нажмете на бумагу, просто вращение и отсутствие контроля перевода - лучшее, что вы можете получить - это эллипс.

Научная фантастика
источник
Управление как на драйве. Мой план состоял в том, чтобы манипулировать углом маховика стандартного гироскопа, чтобы создать крутящий момент, который может производить переменное круговое движение, а затем использовать шестерни для увеличения крутящего момента на кончике ручки. По сути, чтобы увеличить возможности небольшой CMG. Однако из-за проблем, о которых вы упомянули, я больше не уверен, возможно ли это.
Райан Алли
@RyanAlli: Это неосуществимо - без основополагающих физических соображений, только с простой инженерией - микромеханизмы такого масштаба и этого крутящего момента находятся за пределами текущих возможностей техники. Существуют контроллеры с колесами реакции размером 5x5x5 см (3 маховика в 3 осях, их скорость вращения), способные «ходить» по поверхности стола, и даже меньший крутящий момент для использования в кубах, но нет такого активного карданного подвеса, который мог бы создать необходимый крутящий момент.
SF.
Будет ли маховик около дюйма поперек работы? Я предполагаю, что именно это заставляет работать гироскопическую ручку.
Райан Алли
@RyanAlli: речь идет не столько о маховике, сколько о контроле его ориентации. Вы можете вращать маховик, и он будет создавать некоторый крутящий момент, когда вы пытаетесь повернуть его, но делать что-то полезное с этим крутящим моментом - это другое дело.
SF.