Pierwszą rzeczą do zrobienia jest podparcie silnika w osi pionowej. Użyłem akrylowej linijki i wywierciłem otwór na łożysko silnika i otwór na jedną ze śrub mocujących silnik. Byłem zbyt leniwy, aby użyć obu śrub, ale powinienem, ponieważ zapobiegnie to części wibracji wytwarzanych przez silnik. Zamiast tego nałożyłem silnik na linijkę.

Następnie wywierciłem dwa małe otwory na każdym końcu akrylowej podpory silnika i nadepnąłem małą długość stalowej osi, którą otrzymałem z osi samochodu-zabawki. Nie ma znaczenia, jakiego rozmiaru masztu używasz.

Następnie wyciągnąłem wirnik Powerball z zabawki, odciąłem trochę plastiku, aby umożliwić dostęp do wału wirnika.

Wreszcie dołączyłem rotor Powerball do silnika za pomocą adaptera wału.

Żyroskop jest teraz gotowy.

AKTUALIZACJA: okazuje się, że żyroskop musi być cięższy zarówno po stronie silnika, jak i po stronie wirnika, gdy wykonałem oś, która wyśrodkowała ciężar wirnika i silnika nad środkiem ramy i po prostu nie mogłem go zrównoważyć. Może być podobny do posiadania górnego ciężkiego wirnika (lub silnika), gdy przegub jest ustawiony pionowo, a nie poziomo, tak jak ten. Być może dlatego gumowa opaska jest używana w działającym samopodtrzymującym się żyroskopowym przykładzie, który zawarłem powyżej, który ktoś inny skonstruował. Oto pytania, na które po prostu nie mam pewnej odpowiedzi.

Krok 2: Skonstruuj ramkę żyroskopu

Rama służy do przechowywania żyroskopu i pozwala mu swobodnie się obracać. Zapewnia również wsparcie na dwóch nogach.

Ramka może zbudować prawie wszystko, ale pamiętaj, aby zachować światło, jak to możliwe. Mój używa kilku aluminiowych wsporników, które miałem z zestawu ramienia robota, trochę sklejki hobby, linijki akrylowej i dwóch pałeczek do cięcia na nogi.

Dolny wspornik osi silnik / wirnik znajduje się w małym otworze wywierconym częściowo przez wspornik dolnej ramy. Właściwie przykleiłem plastikowe ramię serwomechanizmu do ramy i użyłem tego.

Górny otwór na oś silnika / wirnika jest wywiercony przez całą górną podpórkę. Otwór musi być większy niż średnica osi, aby obracał się swobodnie z bardzo małym tarciem. Wierciłem i wykorzystałem kilka otworów w różnych pozycjach, aby zobaczyć, jak wpłynęło to na wydajność żyroskopu. Wydaje się, że im bardziej pionowe są podpory, tym lepiej działa. Być może myślisz, że możesz użyć łożysk do osi, ale odkryłem, że nadal powodują zbyt duże tarcie i nie pozwalają na równowagę żyroskopową. Być może potrafisz, jeśli twój żyroskop wytwarza olbrzymi moment obrotowy, ale mój mały wirnik i silnik wibracyjny - to nie działa dobrze.

W zasadzie rama jest tylko obudową zbudowaną wokół żyroskopu i obsługuje dwie osie wspierające silnik i dwie nogi. Nie ma magicznych wymiarów - po prostu spraw, by były jak najlżejsze i jak najprostsze.

Krok 3: Obsługa żyroskopu

Używam zmiennego zasilacza prądu stałego, który pozwala mi zmieniać napięcie - pozwala mi to regulować prędkość silnika i znaleźć idealną prędkość obrotową, która nie wytwarza dużych wibracji.

Włóż górną oś wsporczą silnika do górnego otworu wsporczego i ustaw dolną oś w otworze.

Uruchom silnik i spróbuj zrównoważyć ramę na najniższych możliwych obrotach, ponieważ wyższe prędkości powodują niepożądane wibracje.

UWAGA: szybko wirujące obiekty są niebezpieczne - nie wchodź przed wirnik, ponieważ jeśli się zejdzie, odbije się od podłogi, a następnie kto wie, dokąd pójdzie.W idealnej sytuacji klatka powinna być zbudowana wokół wirnika, aby zatrzymać go w tym zdarzeniu.

Jeśli rama nie balansuje na dwóch nogach, prawdopodobnie nie masz wystarczająco dużego wirnika lub wystarczająco dużej prędkości obrotowej.

Jeśli żyroskop nie pozostaje w jednej pozycji, ale odchyla się na bok, prawdopodobnie oś silnika nie jest pionowa.

W idealnej sytuacji cg silnika / wirnika powinno znajdować się w środku kadru, ale mój nie jest taki, jak wirnik wystaje z jednej strony - a mimo to udaje mu się zrównoważyć, ale im bliżej środka cg znajduje się środek - do zrównoważenia ramy wymagany jest mniejszy moment obrotowy (teraz uważam, że ten akapit jest nieprawidłowy)

Obecnie mogę zrównoważyć ten żyroskop przy około 6,5 V i 11 000 obr / min. 10000 obr./min po prostu tego nie zrobi i ostatecznie upadnie.

Krok 4: Pytania bez odpowiedzi

Nie było zbyt wielu informacji publicznie o żyroskopach samobalansujących, więc wszystko, co odkryjesz podczas budowania i eksperymentowania z jednym, jest prawdopodobnie nową informacją, z wyjątkiem uniwersytetów lub firm, które z nich korzystają i nie ujawniają swoich wyników.

Na przykład, czy żyroskop równoważy się z mniejszym momentem obrotowym na krótkich nogach lub wysokich nogach - kto wie?

Czy rozmiar i kształt górnego otworu podporowego wpływają na wydajność żyroskopu. Czy tarcie na osi jest konieczne do poprawnego działania?

Ile momentu obrotowego (masa wirnika i prędkość) wymaganych do utrzymania całkowitej masy ramy i żyroskopu? Jak można to obliczyć.

Pozostaje wiele interesujących pytań dotyczących tych urządzeń.

Motocykl C-1 (Litmotors) wykorzystuje dwa żyroskopy do zrównoważenia go i utrzymania motocykla w pozycji pionowej we wszystkich warunkach. Niestety prawdopodobnie nigdy nie zobaczymy produkcji, ponieważ wydaje się, że problemy z użyciem żyroskopów przy prędkości. Ich motocykl wykorzystuje ponad 30 czujników, aby utrzymać żyroskopy i rower w pionie - prawdopodobnie przepis na katastrofę.

Gyros są z powodzeniem używane do utrzymywania stabilności łodzi i statków w falach kołysających. Są również używane w pojazdach kosmicznych i samolotach.