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공부/기계 작동 원리

자이로 X 자동차 (Gyro X Car)

by 현구원 2025. 4. 29.
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자이로 X 자동차는 두 개의 바퀴 만으로 균형을 잡으며 가는 자동차를 말한다. 엔진은 뒷 부분에 위치하고 있고, 가솔린을 사용한다.

차량의 앞 부분에는 위 사진과 같은 자이로스코프가 위치하고 있고, 이를 통해서 균형을 잡는다.

자이로스코프는 중앙에 disc가 회전하고 있다면 위 사진과 같이 연필 위에 등에서 균형을 잡을 수 있다. 그러다가 disc의 회전이 점차 느려지면 흔들리다가 떨어지게 된다.

 

정교한 자이로스코프는 위 사진과 같이 여러 개의 gimbal을 가지는데, 프레임이 어떻게 회전을 해도 중앙의 disc는 처음의 방향을 유지한다.

 

자이로스코프에는 특이한 특성이 있는데, 회전하고 있는 자이로스코프에 토크를 가하면, 그로 인해서 위 사진처럼 회전 시키는 precision이라는 현상이 발생한다.

참고: https://blog.naver.com/m_jun22/223378729493

이제 Gyro-X로 돌아와보자. Gyro-X에 있는 자이로스코프 내부를 살펴보면 위 사진과 같은 Flywheel이 있다. 이 부품이 자이로스코프에서 회전하는 disc의 역할을 한다. Hydraulic pump가 이 flywheel을 약 3000rpm으로 회전하게 만든다.

Flywheel은 230파운드 (약 104kg) 정도의 무게를 갖기 때문에 이러한 flywheel이 회전하면서 생기는 힘은 Gyro-X 자동차 전체를 균형잡게 하기에 충분하다.

 

Flywheel은 위 사진과 같은 Gimbal Housing 내부에 있고, Gimbal Housing은 오른쪽 사진과 같이 Precessional ram에 연결되어 있다.

 

Precessional ram은 Control system이 자동차가 균형을 잃었다는 것을 파악할 때나, 자동차가 회전을 할 때 자이로스코프를 위 사진처럼 회전시킬 때 사용된다.

이런 부품들이 모드 Gyro Housing 에 둘러 쌓여서 프레임 속에 있다.

 

Gyro-X에서 일어나는 일은 단순하다. 왼쪽 사진과 같이 자이로스코프 전체가 회전하게 되면 (자이로스코프에 토크가 발생하면) 오른쪽 사진처럼 자동차 전체를 일으켜 세우는 힘이 발생 (Precision 현상)하게 되고, 이를 통해서 균형을 잡게 된다.

 

이제 Gyro-X가 움직일 때 일어나는 일을 자세하게 알아보자. 자동차가 직선으로 달리고 있을 때는 자이로스코프가 균형을 잡기 위해서 좌우로 조금씩 움직인다.

 

위 사진처럼 자동차의 옆면에 힘이 가해지게 되면 자이로스코프가 회전하고, 이를 통해서 균형을 잡게 된다.

운전자의 위치 등에 의해서 Imbalance를 겪을 때도 위 사진처럼 자이로스코프가 회전해서 균형을 잡는다.

주행 중에 좌회전을 하게 되면 위 사진처럼 자이로스코프가 회전하면서 자동차의 회전을 돕는다.

우회전 중에도 마찬가지이다.

운전이 끝나면 옆부분에서 보조 바퀴가 내려와서 균형 잡힌 상태로 서있을 수 있도록 해준다.


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