gimbal是什么意思，gimbal的意思翻译、用法、同义词、例句

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gimbal（中文常译为“万向节”、“万向支架”或“常平架”）是一种由两个或多个同心环架组成的机械装置，这些环架通过枢轴（pivot points）相互连接，并允许围绕一个共同的中心点进行旋转。其核心设计目标是使安装在最内环上的物体（如陀螺仪、罗盘、发动机或相机）在外部框架发生倾斜或旋转时，能够保持自身的空间方位不变（特别是保持水平或指向特定方向）。

核心原理与结构

1. 自由度与旋转轴： 一个典型的万向节包含两个环架（外环和内环），它们通过相互垂直的枢轴连接。外环的枢轴允许其围绕一个轴（例如垂直轴）旋转，而内环的枢轴则允许其围绕与外环枢轴垂直的另一个轴（例如水平轴）旋转。这种正交的枢轴设计提供了两个旋转自由度。更复杂的系统（如用于火箭发动机的三轴万向节）可能包含第三个环架，提供第三个旋转自由度。
2. 平衡与稳定： 安装在最内环上的物体，其重心必须精确位于所有旋转轴的交点（即万向节中心）。当这个条件满足时，无论外框如何倾斜或旋转，重力作用线始终通过中心点，不会产生使内环物体翻转的力矩，从而保持其姿态稳定。

主要应用领域

1. 导航仪器： 这是万向节最经典的应用。船舶、飞机和航天器上的陀螺罗经（Gyrocompass）、姿态指示仪（如人工地平仪）和惯性导航系统中的陀螺仪都需要安装在万向节上，以确保其测量基准（如陀螺的自转轴）不受载体姿态变化的影响，始终指向地理北或保持水平。来源：航空与航海技术文献。
2. 火箭推进： 火箭发动机（特别是主发动机或游动发动机）常安装在万向节上。通过精确控制万向节的偏转角度，可以改变发动机推力的方向，从而实现对火箭飞行姿态（俯仰、偏航）的主动控制。SpaceX的猎鹰火箭发动机就使用了万向节进行矢量推力控制。来源：航天工程资料。
3. 摄影与摄像： 现代相机稳定器（通常称为“手持云台”或“三轴稳定器”）的核心就是万向节原理。电机驱动的万向节系统通过传感器感知手柄的晃动，并实时反向驱动各轴，使安装在中心的相机保持稳定，拍摄出流畅的画面，广泛应用于电影制作、视频博客和运动摄影。来源：摄影器材技术手册。
4. 船舶与车辆： 船上使用的罗盘、炉灶（常平架煤油炉）有时会使用万向节，以减少船舶摇晃带来的影响。某些车辆（如越野车）的仪表或设备也可能使用万向节安装。

关键特性

• 保持姿态： 万向节的核心价值在于它能隔离外部框架的角运动，为安装其上的物体提供一个相对稳定的平台。
• 无扭矩传递： 理想情况下，万向节只传递支撑力，不传递围绕其稳定轴的扭矩（但在实际应用中，摩擦等因素会产生一定影响）。
• 万向节锁（Gimbal Lock）： 这是三轴万向节系统的一个潜在问题。当其中两个旋转轴对齐（共面）时，系统会暂时失去一个旋转自由度，导致姿态控制或测量失效。这在航天器姿态控制和惯性导航中是必须避免或克服的关键问题。来源：惯性导航系统专著。

总结来说，gimbal是一种通过正交枢轴连接环架以实现物体姿态稳定的精密机械装置，在导航、航天推进、影像稳定等需要隔离载体运动干扰的关键领域发挥着不可替代的作用。

网络扩展资料

Gimbal 是一个机械工程领域的术语，具体含义及用法如下：

1. 基本定义

   • 名词：指“万向节”或“平衡环”，是一种通过铰链结构使物体（如罗盘、相机等）在支撑面倾斜时仍能保持水平的装置。例如，船舶的罗盘常通过万向节稳定方向。
   • 动词：表示“用万向架固定”或“安装万向接头”，如将设备固定在平衡环系统中。

2. 技术应用

   • 常见于陀螺仪、航空航天设备及摄影稳定器。例如，控制力矩陀螺（CMG）的框架伺服系统依赖万向节实现精确运动控制。
   • 在工程中需注意“万向节锁”（Gimbal Lock）现象，即三个旋转轴对齐导致自由度丢失的问题。

3. 发音与词源

   • 英式发音为 /ˈdʒɪmbəl/，美式发音为 /ˈdʒɪmbəl/。
   • 源自中古法语“gemel”（意为“双环”），后演变为描述多轴旋转结构。

4. 同义词与相关术语

   • 近义词：常平架（Gimbal Mount）、平衡环（Balancing Ring）。
   • 相关领域：机械动力学、导航系统、影视器材（如云台稳定器）。

如需更多例句或技术细节，可参考、5、8中的权威解释。

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