V inerciální navigaci, která se používá na lodích a ponorkách, jsou zapotřebí minimálně tři kardany, aby inerciální navigační systém (stabilní stůl) zůstal pevný v inerciálním prostoru a kompenzoval změny v odklonu, sklonu a náklonu lodi. V této aplikaci je inerciální měřicí jednotka (IMU) vybavena třemi ortogonálně namontovanými gyroskopy pro snímání otáčení kolem všech os v trojrozměrném prostoru. Výstupy gyroskopů jsou udržovány na nulové hodnotě prostřednictvím pohonných motorů na každé ose kardanu, aby byla zachována orientace IMU. Za tímto účelem jsou chybové signály gyroskopů přenášeny přes „resolvery“ namontované na třech kardanových osách, a to pro náklon, sklon a vychýlení. Tyto resolvery provádějí automatickou maticovou transformaci podle úhlu každého gimbalu, takže požadované momenty jsou přiváděny do příslušné osy gimbalu. Krouticí momenty při odklonu musí být řešeny transformací náklonu a sklonu. Podobné snímací platformy se používají v letadlech.
V inerciálních navigačních systémech může dojít k zablokování kardanu, když otáčení vozidla způsobí, že se dva ze tří kroužků kardanu vyrovnají se svými osami otáčení v jedné rovině. Když k tomu dojde, není již možné udržet orientaci snímací platformy.
Raketové motoryUpravit
V pohonu kosmických lodí se raketové motory obvykle montují na dvojici kardanových závěsů, aby jeden motor mohl vektorovat tah kolem osy náklonu i odklonu; nebo je někdy pro každý motor určena pouze jedna osa. Pro řízení náklonu se používají dvojice motorů s diferenciálními signály pro řízení náklonu nebo odklonu, které zajišťují točivý moment kolem osy náklonu vozidla.
Slovo „gimbal“ vzniklo jako podstatné jméno. Většina moderních slovníků ho tak nadále uvádí. Protože chyběl vhodný termín pro popis kývavého pohybu raketového motoru, začali inženýři používat slovo „gimbal“ také jako sloveso. Pokud je tahová komora kývaná připojeným pohonem, označuje se tento pohyb jako „gimbal“ nebo „gimbaling“. Oficiální dokumentace k raketám toto použití odráží.
Fotografie a zobrazováníEdit
Gimbály se také používají k montáži všeho možného od malých objektivů fotoaparátů až po velké fotografické dalekohledy.
V přenosných fotografických zařízeních se používají jednoosé kardanové hlavy, které umožňují vyvážený pohyb fotoaparátu a objektivů. To se osvědčuje při fotografování divoké přírody i v jakémkoli jiném případě, kdy se používají velmi dlouhé a těžké teleobjektivy: kardanová hlava otáčí objektivem kolem jeho těžiště, a umožňuje tak snadnou a plynulou manipulaci při sledování pohybujících se objektů.
Velmi velké kardanové hlavice v podobě dvouosých nebo tříosých výškových držáků se používají v satelitní fotografii pro účely sledování.
Gyrostabilizované kardanové hlavice, v nichž je umístěno více snímačů, se používají také pro aplikace leteckého sledování, včetně leteckého vymáhání práva, kontroly potrubí a elektrického vedení, mapování a ISR (zpravodajství, sledování a průzkum). Senzory zahrnují termovizní, denní a slabě osvětlené kamery, stejně jako laserové dálkoměry a osvětlovače.
Gimbalové systémy se používají také ve vědeckých optických zařízeních. Používají se například k otáčení vzorku materiálu podél osy za účelem studia úhlové závislosti jejich optických vlastností.
Film a videoEdit
Ruční 3-osé gimbaly se používají ve stabilizačních systémech určených k tomu, aby operátor kamery získal nezávislost při natáčení z ruky bez vibrací nebo chvění kamery. Existují dvě verze těchto stabilizačních systémů: mechanické a motorizované.
Mechanické gimbaly mají sáňky, které zahrnují horní stupeň, na němž je upevněn fotoaparát, sloupek, který lze u většiny modelů prodloužit, s monitorem a bateriemi ve spodní části, které vyvažují hmotnost fotoaparátu. Steadicam tak zůstává ve vzpřímené poloze, protože spodní část je jednoduše o něco těžší než horní a otáčí se na kardanu. Těžiště celého zařízení, ať už je jakkoli těžké, tak zůstává přesně na špičce prstu operátora, což umožňuje obratné a konečné ovládání celého systému nejlehčím dotykem gimbalu.
Motorizované gimbaly poháněné třemi bezkartáčovými motory mají schopnost udržovat kameru ve vodorovné poloze ve všech osách, když s ní operátor pohybuje. Inerciální měřicí jednotka (IMU) reaguje na pohyb a využívá své tři samostatné motory ke stabilizaci kamery. Díky vedení algoritmů je stabilizátor schopen zaznamenat rozdíl mezi záměrným pohybem, například panorámováním, a sledováním záběrů od nechtěného chvění. Díky tomu kamera působí, jako by se vznášela ve vzduchu, což je efekt, kterého se v minulosti dosahovalo pomocí Steadicamu. Gimbaly lze připevnit na auta a jiná vozidla, například drony, kde by kvůli vibracím nebo jiným neočekávaným pohybům byly stativy nebo jiné způsoby uchycení kamery nepřijatelné. Příkladem, který je oblíbený v odvětví živého televizního vysílání, je tříosý kamerový gimbal Newton.
Námořní chronometryEdit
Stupnice mechanického námořního chronometru je citlivá na jeho orientaci. Z tohoto důvodu se chronometry obvykle montovaly na kardany, aby byly izolovány od kývavých pohybů lodi na moři.