I tröghetsnavigering, som tillämpas på fartyg och ubåtar, behövs minst tre gimbals för att ett tröghetsnavigeringssystem (stabilt bord) ska förbli fixerat i tröghetsrymden och kompensera för förändringar i fartygets yaw, pitch och roll. I denna tillämpning är den tröghetsmätande enheten (IMU) utrustad med tre ortogonalt monterade gyroskop för att känna av rotationen kring alla axlar i det tredimensionella rummet. Gyroutgångarna hålls noll genom drivmotorer på varje kardanaxel för att bibehålla IMU:s orientering. För att åstadkomma detta leds gyrofelssignalerna genom ”resolvers” som är monterade på de tre gimbalsystemen, roll, pitch och yaw. Dessa resolvers utför en automatisk matrisomvandling i enlighet med varje gimbalvinkel, så att de nödvändiga vridmomenten levereras till lämplig gimbalaxel. Givmomentet måste lösas upp av roll- och pitchtransformationer. Gimbalvinkeln mäts aldrig.Liknande avkänningsplattformar används på flygplan.
I tröghetsnavigeringssystem kan gimballås uppstå när fordonets rotation gör att två av de tre gimbalringarna är i linje med sina pivot-axlar i ett enda plan. När detta inträffar är det inte längre möjligt att bibehålla orienteringen av den avkännande plattformen.
RaketmotorerRedigera
I rymdfarkosters framdrivning är raketmotorer i allmänhet monterade på ett par gimbals för att låta en enda motor gejera dragkraft om både pitch- och yaw-axlarna; eller ibland tillhandahålls bara en axel per motor. För att styra rullning används tvillingmotorer med differentiell pitch- eller yaw-kontrollsignal för att ge vridmoment runt fordonets rullaxel.
Ordet ”gimbal” började som ett substantiv. De flesta moderna ordböcker fortsätter att ange det som sådant. Eftersom ingenjörer saknade en praktisk term för att beskriva den svängande rörelsen hos en raketmotor började de också använda ordet ”gimbal” som ett verb. När en drivkammare svänger med hjälp av ett fäst manöverdon kallas rörelsen för ”gimballed” eller ”gimballing”. Officiell raketdokumentation återspeglar denna användning.
Fotografering och bildbehandlingRedigera
Gimbaler används också för att montera allt från små kameraobjektiv till stora fotografiska teleskop.
I bärbar fotoutrustning används enaxliga gimbalhuvuden för att möjliggöra en balanserad rörelse för kamera och objektiv. Detta är användbart vid fotografering av vilda djur och växter samt i alla andra fall där mycket långa och tunga teleobjektiv används: ett kardanhuvud roterar objektivet runt dess tyngdpunkt, vilket gör det möjligt att enkelt och smidigt manipulera objektivet när man följer rörliga motiv.
Mycket stora gimbalfästen i form av 2- eller 3-axliga höjd-höjdfästen används vid satellitfotografering i spårningssyfte.
Gyrostabiliserade gimbalfästen som rymmer flera sensorer används också för luftburna övervakningstillämpningar, bland annat för luftburen brottsbekämpning, inspektioner av rör- och kraftledningar, kartläggning och ISR (underrättelse-, övervaknings- och rekognosceringsteknik). Sensorerna omfattar värmekameror, dagsljuskameror, lågljuskameror samt laseravståndsmätare och belysare.
Gimbalsystem används också i vetenskaplig optisk utrustning. De används till exempel för att rotera ett materialprov längs en axel för att studera deras vinkelberoende optiska egenskaper.
Film och videoEdit
Handhållna 3-axliga gimbalsystem används i stabiliseringssystem som är utformade för att ge kameraoperatören det oberoende som handhållen fotografering innebär utan att kameran ska vibrera eller skaka. Det finns två versioner av sådana stabiliseringssystem: mekaniska och motoriserade.
Mekaniska gimbals har släden, som innefattar det övre steget där kameran fästs, stolpen som i de flesta modeller kan förlängas, med monitorn och batterierna i botten för att balansera kamerans vikt. Det är på detta sätt som Steadicam håller sig upprätt, genom att helt enkelt göra den nedre delen något tyngre än den övre, som svänger vid gimbalen. Detta gör att tyngdpunkten för hela riggen, hur tung den än är, ligger exakt vid operatörens fingertopp, vilket gör det möjligt att behändigt och slutgiltigt styra hela systemet med den lättaste beröring av gimbalen.
Drivs av tre borstlösa motorer har motoriserade gimbaler förmågan att hålla kameran i jämnhöjd på alla axlar när kameramannen flyttar kameran. En tröghetsmätningsenhet (IMU) reagerar på rörelser och använder sina tre separata motorer för att stabilisera kameran. Med hjälp av algoritmer kan stabilisatorn märka skillnaden mellan avsiktliga rörelser, t.ex. panoreringar och spårningsbilder, och oönskade skakningar. Detta gör att kameran kan verka som om den svävar genom luften, en effekt som tidigare uppnåddes med en Steadicam. Gimbals kan monteras på bilar och andra fordon, t.ex. drönare, där vibrationer eller andra oväntade rörelser skulle göra stativ eller andra kamerafästen oacceptabla. Ett exempel som är populärt inom industrin för direktsändning av TV-sändningar är Newtons 3-axliga kameragimbal.
MarinkronometrarRedigera
Skiftet hos en mekanisk marinkronometer är känsligt för dess orientering. På grund av detta monterades kronometrar normalt på kardanar för att isolera dem från de gungande rörelserna hos ett fartyg till sjöss.