gimbal是什麼意思，gimbal的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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gimbal（中文常譯為“萬向節”、“萬向支架”或“常平架”）是一種由兩個或多個同心環架組成的機械裝置，這些環架通過樞軸（pivot points）相互連接，并允許圍繞一個共同的中心點進行旋轉。其核心設計目标是使安裝在最内環上的物體（如陀螺儀、羅盤、發動機或相機）在外部框架發生傾斜或旋轉時，能夠保持自身的空間方位不變（特别是保持水平或指向特定方向）。

核心原理與結構

1. 自由度與旋轉軸： 一個典型的萬向節包含兩個環架（外環和内環），它們通過相互垂直的樞軸連接。外環的樞軸允許其圍繞一個軸（例如垂直軸）旋轉，而内環的樞軸則允許其圍繞與外環樞軸垂直的另一個軸（例如水平軸）旋轉。這種正交的樞軸設計提供了兩個旋轉自由度。更複雜的系統（如用于火箭發動機的三軸萬向節）可能包含第三個環架，提供第三個旋轉自由度。
2. 平衡與穩定： 安裝在最内環上的物體，其重心必須精确位于所有旋轉軸的交點（即萬向節中心）。當這個條件滿足時，無論外框如何傾斜或旋轉，重力作用線始終通過中心點，不會産生使内環物體翻轉的力矩，從而保持其姿态穩定。

主要應用領域

1. 導航儀器： 這是萬向節最經典的應用。船舶、飛機和航天器上的陀螺羅經（Gyrocompass）、姿态指示儀（如人工地平儀）和慣性導航系統中的陀螺儀都需要安裝在萬向節上，以确保其測量基準（如陀螺的自轉軸）不受載體姿态變化的影響，始終指向地理北或保持水平。來源：航空與航海技術文獻。
2. 火箭推進： 火箭發動機（特别是主發動機或遊動發動機）常安裝在萬向節上。通過精确控制萬向節的偏轉角度，可以改變發動機推力的方向，從而實現對火箭飛行姿态（俯仰、偏航）的主動控制。SpaceX的獵鷹火箭發動機就使用了萬向節進行矢量推力控制。來源：航天工程資料。
3. 攝影與攝像： 現代相機穩定器（通常稱為“手持雲台”或“三軸穩定器”）的核心就是萬向節原理。電機驅動的萬向節系統通過傳感器感知手柄的晃動，并實時反向驅動各軸，使安裝在中心的相機保持穩定，拍攝出流暢的畫面，廣泛應用于電影制作、視頻博客和運動攝影。來源：攝影器材技術手冊。
4. 船舶與車輛： 船上使用的羅盤、爐竈（常平架煤油爐）有時會使用萬向節，以減少船舶搖晃帶來的影響。某些車輛（如越野車）的儀表或設備也可能使用萬向節安裝。

關鍵特性

• 保持姿态： 萬向節的核心價值在于它能隔離外部框架的角運動，為安裝其上的物體提供一個相對穩定的平台。
• 無扭矩傳遞： 理想情況下，萬向節隻傳遞支撐力，不傳遞圍繞其穩定軸的扭矩（但在實際應用中，摩擦等因素會産生一定影響）。
• 萬向節鎖（Gimbal Lock）： 這是三軸萬向節系統的一個潛在問題。當其中兩個旋轉軸對齊（共面）時，系統會暫時失去一個旋轉自由度，導緻姿态控制或測量失效。這在航天器姿态控制和慣性導航中是必須避免或克服的關鍵問題。來源：慣性導航系統專著。

總結來說，gimbal是一種通過正交樞軸連接環架以實現物體姿态穩定的精密機械裝置，在導航、航天推進、影像穩定等需要隔離載體運動幹擾的關鍵領域發揮着不可替代的作用。

網絡擴展資料

Gimbal 是一個機械工程領域的術語，具體含義及用法如下：

1. 基本定義

   • 名詞：指“萬向節”或“平衡環”，是一種通過鉸鍊結構使物體（如羅盤、相機等）在支撐面傾斜時仍能保持水平的裝置。例如，船舶的羅盤常通過萬向節穩定方向。
   • 動詞：表示“用萬向架固定”或“安裝萬向接頭”，如将設備固定在平衡環系統中。

2. 技術應用

   • 常見于陀螺儀、航空航天設備及攝影穩定器。例如，控制力矩陀螺（CMG）的框架伺服系統依賴萬向節實現精确運動控制。
   • 在工程中需注意“萬向節鎖”（Gimbal Lock）現象，即三個旋轉軸對齊導緻自由度丢失的問題。

3. 發音與詞源

   • 英式發音為 /ˈdʒɪmbəl/，美式發音為 /ˈdʒɪmbəl/。
   • 源自中古法語“gemel”（意為“雙環”），後演變為描述多軸旋轉結構。

4. 同義詞與相關術語

   • 近義詞：常平架（Gimbal Mount）、平衡環（Balancing Ring）。
   • 相關領域：機械動力學、導航系統、影視器材（如雲台穩定器）。

如需更多例句或技術細節，可參考、5、8中的權威解釋。

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