جايرو - قسمت سوم
انواع جایروها
هر متحرک در حالت کلی در فضا داراری 6 درجه آزادی میباشد که شامل 3 حرکت خطی و 3 حرکت دورانی است . در بررسی معادلات حرکت متحرک , حرکتهای خطی برای مرکز ثقل و حرکتهای دورانی حول محورهای متصل به جرم نوشته میشود . همانگونه که قبلاً گفته شد در یک جایروسکپ معمولاً حرکت روتور حول مرکز ثقل آن است که این نقطه در فضای اینرسی ثابت نگاه داشته میشود . بدین ترتیب درجه آزادی در یک جایروسکپ عبارت است از تعداد حرکتهای دورانی مستقلی که روتور بجز حرکت چرخشی خود نسبت به بدنه جایرو میتواند داشته باشد . به عبارت دیگر درجه آزادی جایروسکپ تعداد حرکات دورانی مستقلی است که محور دوران روتور میتواند داشته باشد . با آنچه گفته شد هر جایروسکپ تنها میتواند دارای دو درجه آزادی باشد .
جایروسکپ دو درجه آزادی( (Tow Degree Of Freedom Grro (2DF Gyro)
در این نوع جایرو , محور دوران میتواند دارای دو حرکت دورانی مستقل باشد . این جایروها را جایرو دو محوره (Two Axis Gyro –TAG) و یا جایرو سه بدنه ای (Tree Frame Gyro ) نیز میگویند .
جایروهای دو درجه آزادی بر اساس نوع تکیه گاهها , نحوه قرار گرفتن روتور و موارد دیگر به دسته های مختلفی تقسیم میگردند .

جايرو با دو درجه آزادي
جایروهای طوقه ای Gimbaled Gyro
جایروهائیکه در شروع کار مانند شکل بالا دارای سه محور چرخش , محور طوقه داخل و خارج عمود بر هم باشند . در جایروهای طوقه ای دقیق عمود بودن محورها برهم تا پایان کار با دقت بسیار بالائی حفظ میشود . در این نوع جایرو تکیه گاهها میتوانند بلبرینگی و یا یاتاقان گازی باشند
جایروی روتور آزاد Free-Rotor Gyro
در این جایرو روتور در یک میدان نیرو به طور معلق در فضا حفظ میشود و هیچگونه تکیه گاه مکانیکی وجود ندارد . این میدان میتواند بطور الکتریکی , مغناطیسی و یا بوسیله یک سیال ایجاد گردد . نمونه بارز این جایرو کره زمین میباشد که توسط میدانهای مختلف جاذبه به حالت تعلیق در آمده است .
جایروی جابجائیPosition or Displacement Gyro
نوعی از جایروهای دودرجه آزادی که برای اندازه گیری دورانهای یک متحرک به کار میرود .
جایروی آزاد Free Gyro
نوعی از جایروهای دودرجه آزادی که به محور چرخش آن هیچگونه گشتاور خاصی وارد نگردد . در این جایرو امتداد محور چرخش در فضای اینرسی همواره ثابت باقی میماند . لازم بذکر میباشد که داشتن این جایرو عملا غیر ممکن است چون بطور صد در صد نمیتوان محور چرخش را از اثر گشتاورهای خارجی برکنار دانست .
جایروهای یک درجه آزادی (Single Degree of Freedom Gyro – SDF gyro )
در این جایروها روتور غیر از حرکت چرخشی حول محور خود تنها میتواند حول یک امتداد دیگر نسبت به بدنه دوران کند . این جایروها با نامهای جایروی تک محوره ( Single Axis Gyro ) و دو بدنه ای (Two Frame Gyro ) نيز خوانده میشوند . این جایروها به سه دسته زیر تقسیم بندی میشوند :
الف – جایروهای سرعتی (Rate Gyro )
ب- جایروهای انتگرالی (Integrating Gyro )
پ – جایروهای نا مقید (Unrestrained Gyro ) يا جايروي يك یک در جه آزادی از نوع جابجائی (SDF Displacement Gyro )
ادامه دارد ...............
منبع : کتاب جایرو و نقش آن در سیستمهای و ناوبری
|