Nawigacja inercyjnaEdit
W nawigacji inercyjnej, stosowanej na statkach i okrętach podwodnych, potrzebne są minimum trzy gimbale, aby inercyjny system nawigacyjny (stabilny stół) mógł pozostać nieruchomy w przestrzeni inercyjnej, kompensując zmiany odchylenia, skoku i przechyłu statku. W tym zastosowaniu, inercyjna jednostka pomiarowa (IMU) jest wyposażona w trzy żyroskopy zamontowane ortogonalnie, aby wykrywać obrót wokół wszystkich osi w przestrzeni trójwymiarowej. Wyjścia żyroskopowe są utrzymywane w stanie zerowym przez silniki napędowe na każdej osi kardana, w celu utrzymania orientacji IMU. Aby to osiągnąć, sygnały błędów żyroskopowych są przepuszczane przez „resolwery” zamontowane na trzech kardanach: przechyłu, skoku i odchylenia. Te resolwery wykonują automatyczną transformację macierzy zgodnie z każdym kątem kardana, tak że wymagane momenty obrotowe są dostarczane do odpowiedniej osi kardana. Momenty obrotowe yaw muszą być rozwiązane przez transformacje roll i pitch. Kąt kardana nigdy nie jest mierzony.Podobne platformy czujnikowe są używane w samolotach.
W inercyjnych systemach nawigacyjnych, blokada kardana może wystąpić, gdy obrót pojazdu powoduje, że dwa z trzech pierścieni kardana ustawiają się ze swoimi osiami obrotu w jednej płaszczyźnie. Kiedy to nastąpi, nie jest już możliwe utrzymanie orientacji platformy pomiarowej.
Silniki rakietoweEdit
W napędzie statków kosmicznych silniki rakietowe są zazwyczaj montowane na parze kardanów, aby umożliwić pojedynczemu silnikowi wektorowanie ciągu wokół obu osi pitch i yaw; lub czasami tylko jedna oś jest zapewniona dla każdego silnika. Aby kontrolować przechył, podwójne silniki z różnicowymi sygnałami kontroli skoku lub odchylenia są używane do zapewnienia momentu obrotowego wokół osi przechyłu pojazdu.
Słowo „gimbal” zaczęło się jako rzeczownik. Większość nowoczesnych słowników nadal wymienia go jako taki. Z braku dogodnego terminu do opisania ruchu wahadłowego silnika rakietowego, inżynierowie zaczęli używać słowa „gimbal” jako czasownika. Kiedy komora ciągu jest kołysana przez dołączony siłownik, ruch ten jest określany jako „gimballed” lub „gimballing”. Oficjalna dokumentacja rakietowa odzwierciedla to zastosowanie.
Fotografia i obrazowanieEdit
Kardany są również używane do mocowania wszystkiego, od małych obiektywów kamer po duże teleskopy fotograficzne.
W przenośnym sprzęcie fotograficznym, używane są jednoosiowe głowice gimbalowe w celu umożliwienia zrównoważonego ruchu aparatu i obiektywów. Okazuje się to przydatne w fotografii dzikiej przyrody, jak również w każdym innym przypadku, w którym stosuje się bardzo długie i ciężkie teleobiektywy: głowica kardanowa obraca obiektyw wokół jego środka ciężkości, umożliwiając w ten sposób łatwą i płynną manipulację podczas śledzenia poruszających się obiektów.
Bardzo duże gimbale w postaci dwu- lub trzyosiowych uchwytów wysokościowych są wykorzystywane w fotografii satelitarnej do celów śledzenia obiektów.
Gyrostabilizowane gimbale, w których znajduje się wiele czujników, są również wykorzystywane do zastosowań związanych z nadzorem lotniczym, w tym do egzekwowania prawa na pokładach samolotów, inspekcji rur i linii energetycznych, tworzenia map oraz ISR (wywiad, nadzór i rozpoznanie). Czujniki obejmują termowizję, światło dzienne, kamery o niskim natężeniu światła, jak również dalmierze laserowe i oświetlacze.
Systemy kardanowe są również wykorzystywane w naukowym sprzęcie optycznym. Na przykład, są one używane do obracania próbki materiału wzdłuż osi w celu zbadania ich kątowej zależności właściwości optycznych.
Film i wideoEdit
Ręczne 3-osiowe gimbale są stosowane w systemach stabilizacji zaprojektowanych w celu zapewnienia operatorowi kamery niezależności fotografowania z ręki bez drgań i wstrząsów kamery. Istnieją dwie wersje takich systemów stabilizacji: mechaniczna i zmotoryzowana.
Mechaniczne gimbale mają sanki, które obejmują górny etap, gdzie aparat jest przymocowany, słupek, który w większości modeli może być przedłużony, z monitorem i bateriami na dole, aby zrównoważyć ciężar aparatu. W ten sposób Steadicam pozostaje w pozycji pionowej, po prostu sprawiając, że dolna część jest nieco cięższa od górnej, obracając się na gimbalu. Pozostawia to środek ciężkości całej platformy, niezależnie od jej wagi, dokładnie na wyciągnięcie ręki operatora, pozwalając na zręczną i precyzyjną kontrolę całego systemu przy najlżejszym dotknięciu gimbala.
Zasilane trzema silnikami bezszczotkowymi, zmotoryzowane gimbale mają zdolność utrzymywania kamery w poziomie na wszystkich osiach, gdy operator porusza kamerą. Inercyjna jednostka pomiarowa (IMU) reaguje na ruch i wykorzystuje swoje trzy oddzielne silniki do stabilizacji kamery. Dzięki algorytmom, stabilizator jest w stanie dostrzec różnicę między celowym ruchem, takim jak panoramowanie i śledzenie ujęć, a niepożądanymi drganiami. Dzięki temu kamera może sprawiać wrażenie, jakby unosiła się w powietrzu, co w przeszłości udawało się osiągnąć za pomocą Steadicamu. Gimbale mogą być montowane do samochodów i innych pojazdów, takich jak drony, gdzie wibracje lub inne nieoczekiwane ruchy sprawiają, że statywy lub inne uchwyty kamery są nie do zaakceptowania. Przykładem, który jest popularny w branży transmisji telewizyjnych na żywo, jest 3-osiowy gimbal kamery Newton.
Chronometry morskieEdit
Stawka mechanicznego chronometru morskiego jest wrażliwa na jego orientację. Z tego powodu chronometry były zwykle montowane na gimbalach, aby odizolować je od ruchów kołyszących statku na morzu.