Navegação por inérciaEditar
Na navegação por inércia, tal como aplicada a navios e submarinos, é necessário um mínimo de três cardan para permitir que um sistema de navegação por inércia (mesa estável) permaneça fixo no espaço por inércia, compensando as mudanças no yaw, pitch e roll do navio. Nesta aplicação, a unidade de medição por inércia (IMU) está equipada com três giroscópios montados ortogonalmente para sentir a rotação em todos os eixos no espaço tridimensional. As saídas giroscópicas são mantidas a um zero através de motores de acionamento em cada eixo cardan, para manter a orientação da IMU. Para isso, os sinais de erro dos giroscópios são passados por “resolvers” montados nas três cardan, roll, pitch e yaw. Estes resolvers realizam uma transformação automática da matriz de acordo com cada ângulo de giro, para que os torques necessários sejam entregues ao eixo cardan apropriado. Os binários de guinada devem ser resolvidos por transformações de rotação e de passo. O ângulo da suspensão cardan nunca é medido. Plataformas de sensores similares são utilizadas em aeronaves.
Em sistemas de navegação por inércia, o bloqueio da suspensão cardan pode ocorrer quando a rotação do veículo faz com que dois dos três anéis de suspensão cardan se alinhem com seus eixos pivô em um único plano. Quando isto ocorre, não é mais possível manter a orientação da plataforma sensora.
Motores de fogueteEditar
Na propulsão de naves espaciais, os motores de foguete são geralmente montados num par de cardan para permitir que um único motor vectorize a propulsão tanto no eixo de passo como no de guinada; ou por vezes é fornecido apenas um eixo por motor. Para controlar o rolo, motores gémeos com sinal de controlo de passo diferencial ou de guinada são usados para fornecer torque sobre o eixo de rotação do veículo.
A palavra “gimbal” começou como um substantivo. A maioria dos dicionários modernos continuam a listá-lo como tal. Na falta de um termo conveniente para descrever o movimento oscilante de um motor de foguete, os engenheiros começaram também a usar a palavra “gimbal” como um verbo. Quando uma câmara de impulso é balançada por um atuador acoplado, o movimento é referido como “gimballed” ou “gimballing”. A documentação oficial dos foguetes reflecte este uso.
Fotografia e imagemEditar
Gimbals também são usadas para montar tudo, desde pequenas lentes de câmara a grandes telescópios fotográficos.
Em equipamento fotográfico portátil, são utilizadas cabeças cardan de um eixo para permitir um movimento equilibrado da câmara e das lentes. Isto revela-se útil na fotografia da vida selvagem, bem como em qualquer outro caso onde são adoptadas lentes telefoto muito longas e pesadas: uma cabeça cardan gira uma lente em torno do seu centro de gravidade, permitindo assim uma manipulação fácil e suave ao mesmo tempo que acompanha os objectos em movimento.
Muitas montagens grandes de suspensão cardan na forma de montagens em altitude de 2 ou 3 eixos são usadas na fotografia de satélite para fins de rastreamento.
Giroestábilizadas que abrigam vários sensores também são usadas para aplicações de vigilância aérea, incluindo aplicação da lei aérea, inspeção de tubulações e linhas de energia, mapeamento e ISR (inteligência, vigilância e reconhecimento). Os sensores incluem imagens térmicas, luz do dia, câmeras de baixa luminosidade, bem como localizadores de alcance de laser e iluminadores.
Sistemas de suspensão cardan também são usados em equipamentos de óptica científica. Por exemplo, eles são usados para girar uma amostra de material ao longo de um eixo para estudar a sua dependência angular das propriedades ópticas.
Filme e vídeoEditar
Bolas cardan de 3 eixos são utilizadas em sistemas de estabilização concebidos para dar ao operador da câmara a independência de disparo manual sem vibração ou vibração da câmara. Existem duas versões de tais sistemas de estabilização: mecânica e motorizada.
Gimbals mecânicos têm o trenó, que inclui o estágio superior onde a câmera é acoplada, o poste que na maioria dos modelos pode ser estendido, com o monitor e baterias na parte inferior para contrabalançar o peso da câmera. É assim que o Steadicam se mantém na vertical, simplesmente tornando a parte inferior ligeiramente mais pesada do que a superior, girando na suspensão cardan. Isto deixa o centro de gravidade de todo o equipamento, por mais pesado que seja, exatamente na ponta do dedo do operador, permitindo um controle hábil e finito de todo o sistema com os toques mais leves na suspensão cardan.
Alimentado por três motores brushless, as cardan motorizadas têm a capacidade de manter o nível da câmera em todos os eixos à medida que o operador da câmera move a câmera. Uma unidade de medição inercial (IMU) responde ao movimento e utiliza seus três motores separados para estabilizar a câmera. Com a orientação de algoritmos, o estabilizador é capaz de notar a diferença entre movimentos deliberados como panelas e disparos de rastreamento de tremores indesejados. Isto permite que a câmara pareça estar a flutuar pelo ar, um efeito conseguido por um Steadicam no passado. As bolas de suspensão podem ser montadas em carros e outros veículos, tais como zangões, onde vibrações ou outros movimentos inesperados tornariam os tripés ou outros suportes de câmara inaceitáveis. Um exemplo que é popular na indústria de transmissão de TV ao vivo, é a câmera Newton de 3 eixos gimbal.
Cronômetros marítimosEditar
A taxa de um cronômetro mecânico marítimo é sensível à sua orientação. Devido a isto, os cronómetros foram normalmente montados em cardan, de forma a isolá-los dos movimentos de balanço de um navio no mar.