ژیروسکوپ

وسیله ای به شکل چرخ یا قرص سنگین و متقارن که می تواند در حول محوری به آزادی بچرخد و در هر امتداد دلخواهی در فضا قرار گیرد و کاربردهای گوناگون علمی و صنعتی دارد، چرخش نما.

ژیروسکوپ چرخ چرخنده و پُرسرعتی است که وزن آن بر محور حلقهٔ بیرونی متمرکز است و می تواند آزادانه عمود بر صفحهٔ دَوَران در یک یا چند راستا بچرخد.
چرخش نما وسیله ای برای اندازه گیری یا حفظ جهت می باشد که از اصل بقای تکانهٔ زاویه ای استفاده می کند. یک چرخش نمای مکانیکی همیشه یک چرخ یا دیسک چرخنده با محور آزاد دارد که می تواند در هر جهتی قرار گیرد. رفتار یک چرخش نمای مکانیکی نشان دهندهٔ پایستگی ویژگی های تکانهٔ زاویه ای ( مقدار انرژی جنبشی و جهت آن به عنوان یک مقدار برداری ) است. تغییر این جهت گیری بر اثر گشتاور خارجی بسیار ناچیز است. این به دلیل همان زاویه ای بزرگ خود به همراه نرخ زیاد چرخش آن است. چون گشتاور خارجی توسط نگاه داشتن وسیله در یک حلقه کمینه می شود جهت آن تقریباً ثابت می ماند، صرف نظر از اینکه سطحی که وسیله روی آن قرار گرفته چقدر حرکت می کند. چرخش نماهای با فناوری حالت جامد هم وجود دارند مانند ژیروسکوپ های حلقهٔ لیزری، ژیروسکوپ های فیبر نوری و پیزوالکتریک.
کاربردهای چرخش نما شامل هدایت، زمانی که قطب های مغناطیسی کار نمی کنند ( مانند موقعیت تلسکوپ هابل ) یا به اندازهٔ کافی دقیق نیستند ( مثل ICBM ) یا برای پایدارسازی ماشین های پرنده مثل هلیکوپترهای هدایت شونده از راه دور یا پَهپادها می باشد. به دلیل دقت بالاتر، ژیروسکوپ ها همچنین در حفظ جهت در معدن کاری تونل ها هم به کار می روند. در تلفن های همراه نیز ژیروسکوپ کاربرد دارد وتحت عنوان چرخش خودکارصفحه ( screen rotation ) می توان آن را فعال کرد
حسگر چرخش نما در تلفن های همراه را ممکن است با حسگر شتاب سنج یکسان بدانند اما در حقیقت کار این دو با هم تفاوت دارد. حسگر شتاب سنج ماهیت الکتریکی دارد اما حسگر چرخش نما بر پایه مکانیک می باشد. این حسگر به وسیلهٔ چرخش دو حلقه و چگونگی قرارگیری و حرکت آن ها قابلیت تشخیص چرخش را ایجاد می کند.
در وسایل و سامانه های مکانیکی یک چرخش نما معمولی دارای ساختاری شامل یک روتور که برای چرخیدن به یک محور متصل شده است، ژورنال های روتور بر روی یک حلقه یا حلقه داخلی نصب شده، و حلقه داخلی برای نوسان بر روی یک حلقه خارجی که خود برای نوسان نسبت به یک تکیه گاه وصل شده است نصب شده است. حلقه یا حلقه خارجی همچنین برای لولا بودن به دور یک محور که بر روی صفحهٔ خودش که توسط تکیه گاه مشخص می شود نصب می گردد. حلقه خارجی یک درجه آزادی چرخش دارد و محورش هم هیچ آزادی ندارد. حلقه داخلی به طوری بر روی حلقه خارجی نصب می شود که بر روی یک محور در صفحه خودش که همیشه بر محور حلقه خارجی عمود است لولا می شود.

ژیروسْکوپ (gyroscope)
ابزاری مکانیکی. وسیله ای برای پایدارسازیاست. در ساده ترین شکل، متشکل از چرخی سنگین که بر محوری سوار است. محور چرخ در حلقه ای محکم شده است که می تواند حول محور سوم دوران کند. از ژیروسکوپ در قطب نمای ژیروسکوپی، راهنمای ژیروسکوپیبرای هدایت خودکار، و اژدرافکن های هدایت شونده با ژیروسکوپاستفاده می کنند. سوارکردن اجزای سازندۀ ژیروسکوپ به گونه ای است که هر سه محور دوران در هر وضعیتی از گرانیگاه چرخ می گذرند. به این ترتیب، چرخ می تواند حول سه محور دوران متعامد به چرخش درآید و محورش نیز هر جهتی را اختیار کند. در حالتی که محور دوران چرخ جابه جا شود، نیروهای بازگرداننده ای آن را به وضع اول برمی گردانند.

💡 چگالی چگالیبسیار پایین اکسید برلیوم برای کاربرد در هوا و فضا، سیستم‌های نظامی و برنامه‌های کاربردی مانند ژیروسکوپ و زره پوش جذاب می‌باشد.

💡 وزن به‌ثبت رسیده برای این دستگاه برابر با ۹ کیلوگرم (۲۰ پوند) است. یک نمونهٔ نمایشی از الکترو ژیروکیتور به‌صورت برش‌خورده برای نمایش ژیروسکوپ داخلی اکنون در سالن کلکسیون هوندا در تویین رینگ موتگی، ژاپن در معرض بازدید عموم قرار دارد.

💡 هوش مصنوعی‌های قدیمی‌تر از نظر میزان گام یا چرخش محدود بودند. فراتر از این محدودیت‌ها باعث می‌شود که ژیروسکوپ در تماس با گیمبال‌ها، ژیروسکوپ غلت بخورد و باعث ایجاد نیروی پیشروی شود. جلوگیری از این امر مستلزم یک مکانیسم قفس بندی برای قفل کردن ژیروسکوپ در صورتی که گام از 60 درجه بیشتر شود و رول از 100 درجه بیشتر شود. هوش مصنوعی های مدرن این محدودیت را ندارند و به مکانیسم قفس نیاز ندارند

💡 با این شکل کانونی به راحتی می‌توان نرخ چرخش یک ژیروسکوپ در زمان ویژه را به دست آورد،