Карданов подвес что это
Карданов подвес
Карда́нов подве́с — универсальная шарнирная опора, позволяющая закреплённому в ней объекту вращаться одновременно в нескольких плоскостях. Главным свойством карданова подвеса является то, что если в него закрепить вращающееся тело, то оно будет сохранять направление оси вращения независимо от ориентации самого подвеса. Это свойство нашло применение в гироскопах, применяющихся в авиации и космонавтике. Держатели судовых компасов или просто сосудов с питьём в транспортных средствах тоже используют карданов подвес, который позволяет предмету находиться в вертикальном положении несмотря на толчки и тряску.
Подвес получил своё название по имени Джероламо Кардано (1501—1576), который не только не изобрёл его, но даже и не претендовал на авторство: он описал это устройство в своей получившей широкую известность книге «De subtilitate rerum» («Хитроумное устройство вещей», 1550 г.).
Содержание
История
Карданов подвес был впервые изобретён греческим инженером Филоном Византийским в III в. до н. э. [1] В одном из своих трудов Филон описывает восьмигранную чернильницу с отверстиями на каждой стороне. Можно было перевернуть восьмигранник любой стороной кверху, но чернила не проливались. Секрет заключался в том, что чернильница находилась в центре хитроумно установленных концентрических металлических колец, поэтому она сохраняла устойчивость независимо от положения. Оригинальный текст Филона Пневматика, описывающий это применение карданова подвеса, существует в более позднем арабском переводе, сделанном багдадским халифом Мамуном (786—833).
После античности карданов подвес был широко известен в мусульманском мире. В IX веке, через 1100 лет после изобретения, устройство стало снова известно в Европе благодаря арабам. А ещё через 800 лет известный учёный Роберт Гук и другие изобретатели стали использовать этот принцип не для стабилизации центрального элемента, а для приложения внешних сил. Этому западному изобретению дали название универсального шарнира. Именно оно легло в основу механизма силовой передачи современных автомобилей.
Самое раннее упоминание этого устройства в китайской литературе относится к 140 г. до н. э. Предполагаемым изобретателем устройства считается Фан Фэн. Подвес Фан Фэна применялся в масляных лампах, в которых лампадка крепилась на кольцах, скрепленных в двух противоположных точках, что позволяло сохранять ей вертикальное положение. Принцип данного устройства был вскоре забыт.
В сочинении «Всесторонние записки западной столицы», изданном в 189 г., сообщается что создателем «курительницы для постели» с применением особого подвеса был Дин Хуань. После этого карданов подвес часто применялся в разных устройствах. Начиная с эпохи Сун с помощью карданова подвеса крепилось сиденье императора на паланкине, что позволяло сидеть ему вертикально, даже если носильщики наклоняли паланкин. В 18 в. китайские матросы с помощью подобного подвеса крепили компас.
Интересные факты
Известно, что с давних пор в Китае в ежегодных праздничных процессиях в качестве символов Луны использовались бумажные фонари с установленными внутри непроливаемыми светильниками на кардановом подвесе. Их называли «катящимися лампами», «шарами духов», «серебряными мешками» и т. д.
См. также
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Карданов подвес» в других словарях:
карданов подвес — Устройство, предназначенное для поддерживания котелка, которое позволяет последнему свободно перемещаться относительно продольной и поперечной осей судна, вследствие чего компас сохраняет в подвешенном состоянии горизонтальное положение… … Справочник технического переводчика
КАРДАНОВ ПОДВЕС — кинематическая система, обладающая тремя степенями свободы вращения вокруг трёх осей и обеспечивающая сохранение неподвижности в пространстве быстро вращающегося ротора, подвешенного в общем центре тяжести ротора и двух колец, обеспечивающих… … Большая политехническая энциклопедия
карданов подвес роторного гироскопа — Подвес роторного гироскопа, представляющий собой систему твердых тел (рамок, колец), соединенных одноосными шарнирами. Примечания 1. Обычно при отсутствии технологических погрешностей оси рамок карданова подвеса пересекаются в одной точке центре… … Справочник технического переводчика
Список изобретений, сделанных в Китае — Колесница с зонтом в упряжке из четырёх лошадей из терракотовой армии … Википедия
Гироскоп — Иллюстрация к основному свойству 3 степенного гироскопа (идеализированное функционирование). Гироскоп (от др. греч … Википедия
Кардано, Джероламо — Джероламо Кардано итал. Gerolamo Cardano … Википедия
Филон Византийский — (Φίλων Βυζάντιος, Филон Старший, III век до н. э.) древнегреческий инженер, математик и поэт еврейского происхождения[1][2]. Известен своими сочинениями по прикладной механике, сохранившимися до наших дней. Ему принадлежит также одно из решений… … Википедия
Рефрактор* — так называется зрительная преломляющая труба (см. Оптические инструменты), установленная параллактически, снабженная часовым механизмом и окулярным микрометром. При параллактической установке труба имеет две оси вращения, одна из них ось прямых… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Рефрактор — так называется зрительная преломляющая труба (см. Оптические инструменты), установленная параллактически, снабженная часовым механизмом и окулярным микрометром. При параллактической установке труба имеет две оси вращения, одна из них ось прямых… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
КЕНКЕТ — лампа, у которой горелка расположена отдельно от резервуара. В настоящее время К. называют арматуру для свечей, пиронафтовых ламп и нередко для электрических ламп, имеющую Карданов подвес; во время качки К. сохраняет вертикальное положение.… … Морской словарь
Карданов подвес
Этот механизм лежит в основе конструкции современных гироскопов, применяющихся в авиации и столь необходимых при вождении самолетов, в частности, при полете в режиме «автопилот». Свое название «карданов подвес», или универсальный шарнир, он получил по имени итальянского инженера и ученого Джироламо Кардано (1501–1576). Однако сам итальянец не был его изобретателем. Он даже не претендовал на авторство, а просто описал это устройство в своей получившей широкую известность книге «De subtilitate rerum» («Хитроумное устройство вещей», 1550 г.). В реальности универсальный шарнир был изобретен еще в II в. до н. э. в Китае.
Те, кто когда-нибудь видел старинные крытые цыганские повозки, мог заметить на их стенках устройства, удерживающие лампы в вертикальном положении даже при самой сильной дорожной тряске. Соединенные между собой, эти медные кольца могли вращаться в любом направлении, однако закрепленная в центре лампа никогда не переворачивалась. В этом и заключается основная идея карданова подвеса: несколько колец, расположенных одно внутри другого, соединяются в двух противоположных точках, что дает им возможность вращаться относительно друг друга. Если в центре колец поместить груз, например лампу, то он будет сохранять вертикальное положение. Какие бы движения ни совершали кольца, лампа останется неподвижной, поскольку кольца гасят колебания.
Первое письменное упоминание об этом приспособлении встречается в «Оде к красавицам», которая датируется приблизительно 140 г. до н. э. Более чем три столетия спустя, около 189 г. н. э., механик Дин Хуань изобрел этот механизм вторично. В XV в. китайские мореплаватели уже использовали компасы, закрепленные на «кардановом подвесе». На показания таких приборов не влияла морская качка.
В Европе карданов подвес появился спустя 1000 лет после его изобретения. А еще через 800 лет известный ученый Роберт Гук и другие изобретатели стали использовать этот принцип не для стабилизации центрального элемента, а для приложения внешних сил. Этому изобретению дали название универсального шарнира. Именно оно легло в основу механизма силовой передачи современных автомобилей.
Карданный подвес
Карданная подвеска, используемая для установки компасов и т.п., иногда называется карданной подвеской в честь итальянского математика и физика Джероламо Кардано (1501–1576), который подробно описал ее. Однако Кардано не изобретал кардан и не заявлял об этом. Устройство известно с глубокой древности, впервые описано в III в. До н.э. Филона Византийского, хотя некоторые современные авторы поддерживают мнение о том, что у него не может быть ни одного идентифицируемого изобретателя. [1] [2]
СОДЕРЖАНИЕ
История [ править ]
Приложения [ править ]
Инерциальная навигация [ править ]
В инерциальной навигации, применительно к кораблям и подводным лодкам, необходимо как минимум три кардана, чтобы инерциальная навигационная система (стабильный стол) оставалась фиксированной в инерциальном пространстве, компенсируя изменения рыскания, тангажа и крена корабля. В этом приложении инерциальный измерительный блок (IMU) оснащен тремя ортогонально установленными гироскопами для определения вращения вокруг всех осей в трехмерном пространстве. Выходы гироскопа обнуляются через приводные двигатели на каждой оси кардана, чтобы поддерживать ориентацию IMU. Для этого сигналы ошибок гироскопа проходят через » резольверы».»установлен на трех карданных шарнирах, крену, тангажу и рысканью. Эти резольверы выполняют автоматическое преобразование матрицы в соответствии с каждым углом кардана, так что требуемые крутящие моменты передаются на соответствующую ось кардана. Моменты рыскания должны определяться преобразованием крена и тангажа Угол подвеса никогда не измеряется. Подобные измерительные платформы используются на самолетах.
В инерциальных навигационных системах блокировка кардана может произойти, когда вращение транспортного средства заставляет два из трех колец карданного подвеса совмещаться с их осями поворота в одной плоскости. Когда это происходит, невозможно больше поддерживать ориентацию сенсорной платформы. [ необходима цитата ]
Ракетные двигатели [ править ]
Слово «карданный шарнир» началось как существительное. Большинство современных словарей продолжают перечислять это как таковое. Не имея удобного термина для описания раскачивания ракетного двигателя, инженеры начали также использовать слово «карданный подвес» в качестве глагола. Когда упорная камера приводится в движение присоединенным приводом, движение называется «шарнирным» или «шарнирным». Официальная документация по ракетам отражает это использование.
Фотография и изображения [ править ]
Подвесы также используются для крепления всего, от небольших объективов фотоаппаратов до больших фотографических телескопов.
Очень большие карданные крепления в виде высотно-высотных двух или трехосных [22] используются в спутниковой фотографии для отслеживания.
Системы подвеса также используются в оборудовании для научной оптики. Например, они используются для вращения образца материала вдоль оси для изучения их угловой зависимости оптических свойств. [24]
Фильм и видео [ править ]
Ручные 3-осевые подвесы используются в системах стабилизации, разработанных для того, чтобы дать оператору камеры независимость при съемке с рук без вибрации или дрожания камеры. Существуют две версии таких систем стабилизации: механическая и моторизованная.
Механические подвесы имеют салазки, которые включают в себя верхнюю площадку, на которой крепится камера, стойку, которая в большинстве моделей может быть выдвинута, с монитором и батареями внизу, чтобы уравновесить вес камеры. Таким образом Steadicam остается в вертикальном положении, просто делая нижнюю часть немного тяжелее верха, поворачиваясь на подвесе. При этом центр тяжести всего оборудования, каким бы тяжелым он ни был, остается на кончиках пальцев оператора, что позволяет ловко и без ограничений управлять всей системой с помощью легчайших прикосновений к подвесу.
Морские хронометры [ править ]
Скорость механического морского хронометра зависит от его ориентации. Из-за этого хронометры обычно устанавливались на подвесах, чтобы изолировать их от раскачивания корабля в море.
Блокировка кардана [ править ]
Слово «замок» вводит в заблуждение: подвес не ограничен. Все три кардана по-прежнему могут свободно вращаться вокруг соответствующих осей подвески. Тем не менее, из-за параллельной ориентации двух осей подвеса нет подвеса, который мог бы обеспечить вращение вокруг одной оси.
Карданов подвес
Карданов подвес
Универсальный шарнир получил свое название по имени Джероламо Кардано (1501-1576), который не только не изобрел его, но даже и не претендовал на авторство: он описал это устройство в своей получившей широкую известность книге «De subtilitate rerum» («Хитроумное устройство вещей», 1550 г.). Универсальный шарнир появился в Европе в IX в., а в Китае был изобретен еще во 2 в. до н. э.
Карданов механизм лежит в основе конструкции современных гироскопов, применяющихся в авиации. Цыганские повозки XIX в. имели на стенках устройства, удерживающие лампы в вертикальном положении даже при самой сильной дорожной тряске. Соединенные между собой, медные кольца могли вращаться в любом направлении, однако закрепленная в центре лампа никогда не переворачивалась. В этом и заключалась основная идея карданова подвеса: несколько колец, расположенных одно внутри другого, соединяются в двух противоположных точках, что дает им возможность вращаться относительно друг друга. Если в центре колец поместить груз, например лампу, то он будет сохранять вертикальное положение. Какие бы движения ни совершали кольца, лампа останется неподвижной, поскольку кольца гасят колебания. К XVIII в. китайские мореплаватели уже использовали компасы, закрепленные на «кардановом подвесе». На показания таких приборов не влияла морская качка.
Первое письменное упоминание об этом приспособлении встречается в «Оде к красавицам», которую датируют 140 г. до н. э. Более чем три столетия спустя, около 189 г., механик Дин Хуань изобрел этот механизм вторично.
Карданов подвес появился в Европе через 1100 лет после его изобретения. А еще через 800 лет известный ученый Роберт Гук и другие изобретатели стали использовать этот принцип не для стабилизации центрального элемента, а для приложения внешних сил. Этому западному изобретению дали название универсального шарнира. Именно оно легло в основу механизма силовой передачи современных автомобилей.
Карданов подвес что это
Универсальный шарнир получил свое название по имени Джероламо Кардано (1501-1576), который не только не изобрел его, но даже и не претендовал на авторство: он описал это устройство в своей получившей широкую известность книге «De subtilitate rerum» («Хитроумное устройство вещей», 1550 г.). Универсальный шарнир появился в Европе в IX в., а в Китае был изобретен еще во 2 в. до н. э.
Карданов механизм лежит в основе конструкции современных гироскопов, применяющихся в авиации. Цыганские повозки XIX в. имели на стенках устройства, удерживающие лампы в вертикальном положении даже при самой сильной дорожной тряске. Соединенные между собой медные кольца могли вращаться в любом направлении, однако закрепленная в центре лампа никогда не переворачивалась. В этом и заключалась основная идея карданова подвеса: несколько колец, расположенных одно внутри другого, соединяются в двух противоположных точках, что дает им возможность вращаться относительно друг друга. Если в центре колец поместить груз, например лампу, то он будет сохранять вертикальное положение. Какие бы движения ни совершали кольца, лампа останется неподвижной, поскольку кольца гасят колебания. К XVIII в. китайские мореплаватели уже использовали компасы, закрепленные на «кардановом подвесе». На показания таких приборов не влияла морская качка.
Первое письменное упоминание об этом приспособлении встречается в «Оде к красавицам», которую датируют 140 г. до н. э. Более чем три столетия спустя, около 189 г., механик Дин Хуань изобрел этот механизм вторично.
Карданов подвес появился в Европе через 1100 лет после его изобретения. А еще через 800 лет известный ученый Роберт Гук и другие изобретатели стали использовать этот принцип не для стабилизации центрального элемента, а для приложения внешних сил. Этому западному изобретению дали название универсального шарнира. Именно оно легло в основу механизма силовой передачи современных автомобилей.