In traagheidsnavigatie, zoals toegepast op schepen en onderzeeërs, zijn minimaal drie gimbals nodig om een traagheidsnavigatiesysteem (stabiele tafel) gefixeerd te laten blijven in de traagheidsruimte, waarbij veranderingen in de yaw, pitch en roll van het schip worden gecompenseerd. In deze toepassing is de inertiële meeteenheid (IMU) uitgerust met drie orthogonaal gemonteerde gyroscopen om de rotatie om alle assen in de driedimensionale ruimte waar te nemen. De gyro-uitgangen worden op nul gehouden door aandrijfmotoren op elke gimbal-as, om de oriëntatie van de IMU te handhaven. Om dit te bereiken worden de gyro-foutsignalen door “resolvers” geleid die op de drie gimbals zijn gemonteerd: roll, pitch en yaw. Deze resolvers voeren een automatische matrix transformatie uit voor elke gimbal hoek, zodat de vereiste koppels worden geleverd aan de juiste gimbal as. De giermomenten moeten worden opgelost door rol- en pitch-transformaties. De gimbal hoek wordt nooit gemeten.Vergelijkbare sensing platforms worden gebruikt in vliegtuigen.
In traagheidsnavigatiesystemen, kan gimbal lock optreden wanneer de rotatie van het voertuig ervoor zorgt dat twee van de drie gimbal ringen met hun draaiassen in een enkel vlak uitgelijnd zijn. Wanneer dit gebeurt, is het niet langer mogelijk om de oriëntatie van het detectieplatform te handhaven.
RaketmotorenEdit
In ruimtevaartuig voortstuwing, raketmotoren zijn over het algemeen gemonteerd op een paar gimbals om een enkele motor te vector stuwkracht over zowel de pitch en yaw assen; of soms slechts een as is voorzien per motor. Om de rol te controleren, worden twee motoren met differentiële pitch of yaw controlesignalen gebruikt om koppel te leveren over de rolas van het voertuig.
Het woord “gimbal” begon als een zelfstandig naamwoord. De meeste moderne woordenboeken blijven het als zodanig vermelden. Bij gebrek aan een geschikte term om de slingerende beweging van een raketmotor te beschrijven, begonnen ingenieurs het woord “gimbal” ook als werkwoord te gebruiken. Wanneer een stuwkamer door een aangesloten actuator wordt geslingerd, wordt de beweging “gimballed” of “gimballing” genoemd. Officiële raketdocumentatie weerspiegelt dit gebruik.
Fotografie en imagingEdit
Gimbals worden ook gebruikt om alles te monteren, van kleine cameralenzen tot grote fotografische telescopen.
Bij draagbare fotoapparatuur worden eenassige cardanische koppen gebruikt om een evenwichtige beweging van camera en lenzen mogelijk te maken. Dit blijkt nuttig bij wildlife fotografie en in elk ander geval waar zeer lange en zware telelenzen worden gebruikt: een gimbal hoofd draait een lens rond het zwaartepunt, waardoor een gemakkelijke en soepele manipulatie tijdens het volgen van bewegende onderwerpen.
Zeer grote gimbal mounts in de vorm van 2 of 3 as hoogte-hoogte mounts worden gebruikt in satellietfotografie voor tracking doeleinden.
Gyrostabilized gimbals die meerdere sensoren huisvesten worden ook gebruikt voor bewakingstoepassingen in de lucht, waaronder wetshandhaving in de lucht, inspectie van pijpleidingen en elektriciteitsleidingen, kartering, en ISR (intelligence, surveillance, and reconnaissance). De sensoren omvatten thermische beeldvorming, daglicht, weinig licht camera’s evenals laser afstandszoeker, en illuminators.
Gimbal systemen worden ook gebruikt in wetenschappelijke optica apparatuur. Zij worden bijvoorbeeld gebruikt om een materiaalmonster langs een as te roteren om de hoekafhankelijkheid van optische eigenschappen te bestuderen.
Film en videoEdit
Handheld 3-assige gimbals worden gebruikt in stabilisatiesystemen die zijn ontworpen om de cameraman de onafhankelijkheid te geven van uit de hand fotograferen zonder cameratrilling of -trilling. Er zijn twee versies van dergelijke stabilisatiesystemen: mechanische en gemotoriseerde.
Mechanische gimbals hebben de slede, die de bovenste trap omvat waaraan de camera is bevestigd, de paal die in de meeste modellen kan worden verlengd, met de monitor en batterijen aan de onderkant als tegenwicht voor het gewicht van de camera. Dit is hoe de Steadicam rechtop blijft, door eenvoudigweg de onderkant iets zwaarder te maken dan de bovenkant, draaiend aan de gimbal. Dit laat het zwaartepunt van de hele rig, hoe zwaar het ook is, precies op de vingertop van de operator, waardoor behendige en eindige controle van het hele systeem met de lichtste aanraking van de gimbal.
Aangedreven door drie borstelloze motoren, gemotoriseerde gimbals hebben de mogelijkheid om de camera horizontaal te houden op alle assen als de camera-operator de camera beweegt. Een inertiële meeteenheid (IMU) reageert op bewegingen en gebruikt de drie afzonderlijke motoren om de camera te stabiliseren. Met behulp van algoritmen kan de stabilisator het verschil opmerken tussen opzettelijke bewegingen zoals pannen en volgshots enerzijds en ongewenste trillingen anderzijds. Hierdoor lijkt het alsof de camera door de lucht zweeft, een effect dat in het verleden werd bereikt met een Steadicam. Gimbals kunnen worden bevestigd aan auto’s en andere voertuigen zoals drones, waar trillingen of andere onverwachte bewegingen statieven of andere camerabevestigingen onaanvaardbaar zouden maken. Een voorbeeld dat populair is in de live TV broadcast industrie, is de Newton 3-assige camera gimbal.
Marine chronometersEdit
De snelheid van een mechanische marine chronometer is gevoelig voor zijn oriëntatie. Daarom werden chronometers gewoonlijk op gimbals gemonteerd, om ze te isoleren van de schommelende bewegingen van een schip op zee.