Lav et selvbalanceret gyroskop på to ben: 4 trin

Lav et selvbalanceret gyroskop på to ben: 4 trin

Indholdsfortegnelse:

Anonim

Den første ting at lave er noget, der understøtter motoren i en vertikalt orienteret akse. Jeg brugte et stykke akryl linjal og borede et hul til motorlaget til at passe ind og et hul til en af ​​motor monteringsskruer. Jeg var for doven til at bruge begge skruer, men skulle have, da det forhindrer nogle af de vibrationer, som motoren producerer. I stedet epoxerede jeg motoren til linjalen.

Derefter borede jeg to små huller i hver ende af akrylmotorstøtten og epoxerede en lille længde stålaksel, jeg kom fra en legetøjsbilsaksel. Ligegyldigt hvilken størrelse skaft du bruger.

Derefter trak jeg Powerball-rotoren ud af legetøjet, skåret noget af plastiket for at give adgang til rotorakslen.

Endelig sluttede jeg til Powerball-rotoren til motoren ved hjælp af akseladapteren.

Gyro gimbal er nu færdig.

UPDATE: Det viser sig, at gyroen skal være tungere på enten motor eller rotorside, da jeg lavede en aksel, der centreret vægten af ​​rotoren og motoren over midten af ​​rammen, og jeg kunne bare ikke få det til at balancere. Det kan ligner at have en top tung rotor (eller motor), når gimbal er lodret orienteret snarere end vandret som denne er. Måske er det derfor, at der anvendes et gummibånd på den arbejdende selvbalancerende gyro, eksempelvis at jeg inkluderede ovenfor, som en anden havde konstrueret. Det er spørgsmål, jeg bare ikke har et sikkert svar på.

Trin 2: Konstruer Gyroskoprammen

Rammen bruges til at huse gyroskopet og tillade det at rotere frit. Det giver også støtte på to ben.

Rammen kan bygges af stort set alt, men sørg for at holde det lys som muligt. Mine bruger nogle aluminiumbeslag, som jeg havde fra et robotarmsæt, en del hobbykrydsfiner, en akryllinje og to hakpinde til benene.

Den nederste understøtning til motor / rotorakslen sidder bare i et lille hul boret delvist gennem bundrammen. Jeg hotede faktisk en plastservoarm til rammen og brugte det.

Det øverste hul til motor / rotorakslen er boret helt gennem topstøtten. Hulet skal være større end akselens diameter, så det spinder frit med meget lidt friktion. Jeg har boret og brugt flere huller i forskellige positioner for at se, hvordan det påvirker præstationen af ​​gyroen. Synes jo mere lodret støttestativene er, desto bedre udfører det. Nu tænker du måske, at du kunne bruge lejer til akslerne, men jeg har fundet, at de stadig forårsager for meget friktion og vil ikke lade gyrobalancen. Måske kan du, hvis dit gyroskop producerer en enorm mængde drejningsmoment, men for min lille rotor og vibrerende motor - det virker ikke godt.

Så grundlæggende er rammen kun et hus bygget op omkring gyroskopet, og det understøtter de to motorstøtteaksler og de to ben. Der er ingen magiske dimensioner - bare gør det lyst som muligt og lige så ret som muligt.

Trin 3: Drift af Gyroskopet

Jeg bruger en variabel dc strømforsyning, som giver mig mulighed for at variere spændingen - det giver mig mulighed for at justere motorens hastighed og finde den ideelle omdrejningstal, som ikke giver meget vibrationer.

Sæt den øverste motorunderstøtningsaksel ind i det øverste støttehul og sæt bundakslen i hullet.

Start motoren og forsøg at få rammen til at balancere ved lavest mulige rpms, da højere hastigheder frembringer uønsket vibration.

BEMÆRK: hurtige spinding objekter er farlige - kom ikke foran rotoren, fordi hvis den kommer ud, vil den hoppe ud af gulvet og hvem ved hvor den skal gå.Ideelt burde der bygges et bur omkring rotoren for at indeholde det i denne hændelse.

Hvis rammen ikke balancerer på sine to ben, så har du sandsynligvis ikke en kraftig nok rotor eller høj nok omdr./min.

Hvis gyroskopet ikke befinder sig i en position, men svinger til den ene side, er motorakslen sandsynligvis ikke lodret.

Ideelt set skal motorens / rotorens cg være i midten af ​​rammen, men min er ikke som rotoren stikker ud på den ene side - men det er stadig muligt at afbalancere, men jo tættere cg er i midten af ​​rammen - den mindre drejningsmoment er nødvendigt for at afbalancere rammen (jeg tror nu, dette afsnit er forkert)

I øjeblikket kan jeg afbalancere dette gyroskop på ca. 6,5 volt og 11000 omdr./min. 10000 o / min vil bare ikke gøre det, og det vil efterhånden falde.

Trin 4: Ubesvarede spørgsmål

Der har ikke været meget information offentligt om selvbalancerende gyroskoper, så alt hvad du opdager, mens du bygger og eksperimenterer med en, er nok nye oplysninger undtagen universiteter eller virksomheder, der bruger disse og har tendens til ikke at gøre deres resultater kendt.

For eksempel gør gyroskopbalancen med mindre drejningsmoment på korte ben eller lange ben - hvem ved det?

Størrelsen og formen af ​​det øverste støttehul påvirker gyroskopets ydeevne. Er friktion på akslen nødvendig for at få det til at fungere korrekt?

Hvor meget drejningsmoment (rotormasse og -hastighed) der kræves for at understøtte rammens og gyroens samlede vægt? Hvordan kan det beregnes.

Masser af interessante spørgsmål forbliver stadig om disse kontraptioner.

C-1 motorcykel (Litmotors) bruger to gyroskoper til at afbalancere den og holde motorcyklen oprejst under alle slags forhold. Desværre vil det sandsynligvis aldrig se produktion, da der synes at være problemer med at bruge gyroer i fart. Deres motorcykel bruger over 30 sensorer bare for at holde gyros og cykel lodret - sandsynligvis en opskrift på katastrofe.

Gyros bruges med succes til at holde både både og skibe stabile i rockebølger. Også de bruges i rumfartøjer og fly.