Гирокомпас
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения истинного азимута ориентирных направлений. Целью изобретения является повышение точности гирокомпаса и его эксплуатационных характеристик. Расположение контрольных элементов 7 под углом 180° друг к другу, введение дополнительных поворотных фланцев 10 и 11 между наружным корпусом 5 гирокомпаса и внутренним кольцом 13 устройства горизонтирования 14, а также использованиям юстировочного механизма 9 с переменным передаточным отношением позволяет за короткое время производить развороты наружного корпуса 5 гирокомпаса на 180° и вставку нуль-пунктов уровней 8 с высокой точностью с целью исключения влияния ошибок горизонтирования. 2 ил.
„„5Q„„1756761 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ:
РЕСПУБЛИК
<п>ю G 01 С 19/38
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРЙ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ F
Фс
i 45
1: :::;,; . -:::-::.:. ::. :: ::. .-:.:-:: ".::.:,:-,:.:- 2 (21) 4797034/22 - .::::..:.:-.:::;,:;:::;:;...., :: является повышенйе тбчностй гирокомпаса (22) 27.02.90 ": .. ::: -: : - ::. -. -;., :. и его эксплуатацйонных характеристик, (46) 23.08.92. Бел. hb 31 . :;:.:::,:.:.::;::, Расйоложение . Контрольных элементов 7 (71) Производственное объединейие "Завод под углом 1800друг кдругу, введениедополАрсенал"" -::.,:::., .:,,-. ;;:-:-:.-, .--:..: .:: .,,:,:.::,::,::-:.: ".":нительных поворотных фланцев 10 и 11 (72) Э,С.Машинистов, С;И. Есипенко,: между наружным корпусом 5 гирокомпаса и
В.И.Пугач и С.B.Соловьев":.; - -: ::: --: - ;,, ..: внутреннйм кольцом 13 устройства горизон(56) Комплект гирокомпаса 1Г4О-1. Техниче- . тирования 14, а также использованиям юсс«ое ойисание и инструкция по экснлуата- тировочного механизма 9 с переменным ции БЦ1.620.176 T0, -: :-:,;:,:::;:..:::::- " ... передаточным отношением позволяет за ко(54) ГИРОКОМПАС .::::. .,. .::.. ; :-:-:..:. роткое время производить развороты на(57) Изобретение относится к области при- ружного корпуса 5 гирокомпаса на 180 и боростроения и может быть использовано вставку нуль-пунктоа уровней 8 с высокой . для определейия истинного азимута ориен - точностью "с целью-исключения влияния тирных направлений. Целью изобретения ошибок горизонтирования. 2 ил, J I юzg д
1756761
3 4
Изобретение относится к приборостро- . прибора, заключающийся в увеличении чисению и может быть использовано для ла измерений и последующем усреднении оnðåäeëåíèà азимутов ориентирных на- их результатов не приносит требуемого эфправлений, ... фекта, Кроме того, BblcTBBKB нулевого полоИзвестны гирокомпасы, содержащие 5 жения уровйей, согласование теодолита и электронный блок, чувствительный эле- контрольного элемента, повороты наружно- мент, подвешенный в следящем" корпусе, -го корпуса требуют много времени и неуснабженном фотоэлектрическим датчиком добны для оператора.
:угла" рассогласования следящей системы. Целью изобретения является" повышеСледящий корпус установлен в трегер, на 10 ние точности" и эксплуатационных характекотором с возможйостью вращеййя уста- рйстйк, новлена угломерная часть со зрительной Эта цель достигается тем, что в гирокомтрубой и статорной частью датчика угла. ро- пасе, содержащем чувствительный элемент, торная часть-которого имеется на следящем. взвешенный в следящем корпусе, датчик угкорпусе, Такие гирокомпаса имеют riîãðåø- 15 ла поворота чувствительного элемента, ности, связанные с изменениями s промежу- триппель-призму, устройство горизонтиро "ToK времени между зталоййфУваййями — вания с вйутренним кольцом, наружный поправки,зависящейотвзаимногойоложе- корпус, в котором установлен следящий ния оптической оси зрительной трубы иста- корпус, датчик угла поворота следящего тора датчика угла. ротора датчика угла и 20 корпуса, оптические контрольные элементы оптической оси фотоэлектрического датчи- и два взаимно ортогональных уровня с амка,:: - : - пулами и юстировочными механизмами, выИзвестен гирокомпас,содержащий сис- полненные каждый в виде винтовой пары, тему преобразования информации и уп- при"этом наружный корпус установлен на равления, чувствительный элемент, 25 внутреннем кольце устройства горизонтиподвешенный в следящем корпусе, снаб- рованйя, контрольные элементы установлеженном фотоэлектрическим датчиком угла ны под углом180 друг к другу, а в состав рассогласования и триппель-призмой. Сле- гирокомпаса введены первый и второй подящий корпус имеет ротор датчика угла и воротныефланцы,установленныесвозможустановлен в наружном корпусе,- на котором ЗО ностью поворота относительно друг друга, установлен статор датчика угла, оптйческйе прйчем первый поворотный фланец неподконтрольные элементы и два взаимно орто- вижно закреплен на наружном корпусе гигональных уровня. Наружный корпус "кре- рокомпаса, а второй — установлен с пится на внутреннем кольце устройства возможностью разворота относительно горизонтирования, причем может крепйть- 35 внутреннего кольца устройства горизонтися с дискретностью 90 . Уровни имеют юс- рования вновь введенным приводом, при тировочныевинты,установленные встречно этом в юстйровочный механизм дополнии имеющие в головках отверстия под инст- тельно введен маховйчок с расположенным румент. Для определения азимутов ориен- внутри него упорным шарикоподшипником тирных направлений используется 40 с двумя кольцами и сепаратором, причем теодолит, измеряющий угол между ориен- одйо из колец упорного шарикоподшипника тирным направлением и контрольным эле- выполнено плоским и жестко соединено с ментом.- " - - - маховичком, имеющим возможность вращеНедостатком является то, что такой ги- ния относительно корпуса юстировочного рокомпас обладает погрешностями, обла- 45 механизма вокруг оси вращения винтовой дающими в течение всей эксплуатации пары, сепаратор упорйого шарикоподшипсвойствами случайных, но в то же- Время нйкй жеСткО соединен с винтом винтовой имеющими свойства систематйческих в йары юстировочного механизма, а гайка данных конкретных условйях; температуре, винтовой пары установлена с обеспечением горизонтировании, ориентировании корпу- 50 контакта с ампулой уровня; на втором кольса, влиянии магнитного поля. Это погреш- це yriîðíîão"ùàðèêînîäøèïíèêà выполнен ность от вредного момента вследствие " палец, входящий в дугообразный паз, выостаточной намагниченности корпуса "гйро- -: " пОлненный в маховичке, причем точки конкомпаса и неперпендикулярности оси вра- . такта двух боковых дорожек этого ко;,"ца с щенйя следящего корпуса к опорной 55 шарикамираСположенына конусной повер-. поверхностинеподвижногокорпуса, вслед- -хности, вершина которой расположена в ствие влияние вредных моментов из-за точкепересечения оси винта винтовой пары ошибки горизонтирования, позиционная юстировочного механизма с плоскостью, погрешность лимба датчика угла, В этом пересекающей центры шариков упорного случае обычный путь уточнения показаний шарикоподшипника. при этом второе коль5, 1756761 6 цо упорного шарйкоподшипника выполне- тов в направлении на теодолит 18, а затем но с возможностью скольжения по корпусу приводом 12точкодоворачиваютфланец11 юстировочного механизма, а момент трения вместе с фланцем 10 и корпусом 5 до установкольца о корпус больше момента качения" ления оптической связи теодолита 18 с контшариков Ilо кольцу.:.: -.:., .:.: . 5 рольным элементом 7. После этого фланцы 10
На фиг.1 изображен гирокомпас; на,: и 11 блокйруются фикса1орами 16. фиг.2 — сечение А-А на фиг.1..-:, -:. .,: . При проведении этих работ может про Гирокомпас работает следующим обра- изойти как нарушение горизонтирования зом.: - .: .".. ::,:. :, . ::,:,:, :=.::,.;, .. фланца 10, так и попадание в зазор между
Чувствительный элемент 1 rioäsåøåí в 10 корпусом 5 и фланцем йосторонних частиц, следящем корпусе 2, содержащем фото- " : например, песка,"возможны"ошибки операэлектрический датчик угла 3 с триппель -, . . тора, погрешности при сборке корпусов 5 и призмой 4 и установленном в наружном: 2, и поэтому ось враЩения следящего коркорпусе 5, который имеет датчик угла 6 по -:" пуса 2-не буде занимать строго вертикальворота следящего корпуса 2. Наружный кор- 15 ного положения. С помощью юстировочных пус 5- также содержит оптические". механизмов 9 ампулы 21 уровней8устанавконтрольнйе элементы 7 и два взаимно ор-" ": ливают в нуль-пункт. При этом оператор тогойальнйх уровня 8 с юстировочными ме-- вращает маховички 24, вместе с маховичка ханйзмами9. Наружйыйкорйус5закреплен ми вращается кольцо 23 и, влекомое пальна поворотном фланце 10. который с воз- 20 цем 26, который упирается в край паза 25, можностью вращения установлен во второй кольцо 27. Так как кольца 23 и 27 вращаются фланце 11, кинематически связанном с при- .:- с одинаковой угловой скоростью, то шарики водом 12 и установленном с возможностью 28 заторможены и вместе с ними с той же вращейия s корпусе 13 внутреннего кольца угловой скоростью поворачивается шайбаустройства 14 горизонтирования, имеюще- 25 сепаратор 22 и винт 20. Под воздействием го механизмы 15 горизонтирования. На кор-... винта 20 перемещается гайка 19, перемепусе 13 установлены фиксаторы 16. щая ампулу,21. Так как перемещение пуЧувствительный элемент 1, следящий кор-. зырька ампулы из-за поверхностного пус 2, фотоэлектрический датчйк 3 угла и натяжения жидкости прйсуще запаздыватриппель-йризма 4, датчик 6 угла электриче- 30 ние, то после установки в нуль-пункт и прески связаны с системой 17 преобразования кращении вращения маховичка 24, пузырек инфбрмации и управления; а теодолит 18 ампулы перейдет через нуль, произойдет находится e îïòè÷åñêîé связи с контроль- перерегулирование на некоторой небольным элементом 7; . ..::. шой угол, Чтобы возвратить его на место, Юстировочный механизм 9 содержит 35 маховичок 24 начинают поворачивать в обгайку 19 и винт 20. Гайка 19 контактирует с ратную сторону. ампулой 21 уровня, винт 20 контактирует с При этом палец 26 свободно перемещашайбой-сепаратором 22 упорного шарико- ется относительно паза 25 и кольцо 27 окавого подшипника, одно из колец 23 которо- зывается заторможенным. Влекомые го контактирует с маховичком 24, имеющим 40 кольцом 23 шарики 28 перекатываются по дугообразный паз 25, в котором находится: беговым дорожкам кольца 27. Угловая скопалец 26, имеющийся на втором кольце 27 рость перемещения шариков 28 вокруг оси подшипника. Точки контакта двух беговых. винта 20 более чем в 2 раза меньше, чем дорожек этого кольца с шариками 28 при- угловая скорость маховичка 24. Конкретное надлежат воображаемой конусной поверх- 45 передаточное число обусловлено расстояности 29, вершина которой находится в: нием от центра шарика 28 до точки пересеточке пересечения оси винта 29 с плоско- чения воображаемой конусной поверхности стью, содержащей центры шариков 28;::::::;: ..:. 29 с вертикальной ocbe шарика, Шарики 28
Гирокомпас работает следующим обра- будут перемещать шайбу 22, винт 20, и тазом. -:::::---::::- 50 ким образом, обратный поворот маховичка
Устройство 14 горизонтирования и тео- 24 будет в несколько раз медленнее перемедолит 18 устанавливается на местности. щать гайку, 19 и вместе с ней ампулу 21. Так
Фланец10 предварительно горизонтирует-..: как угол перерегулирования небольшой и ся с помощью механизмов горизонтирова- возврат пузырька осуществляется с гораздо ния 15. Затем на фланец 10 устанавливается, 55 меньшей скоростью, уровни 8 окончательно неподвижный корпус 5 со всем содержи- устанавливаются в нуль-пункт. мым. Послеэтогофиксаторами16освобож- После этого датчик 3 угла с помощью дают фланцы 10 и 11 и неподвижный корпус: следящего корпуса 2 оптически согласовы5 вначале вручную грубо разворачивается веется с контрольным"элементом 7 и отсчет на фланце 10 одним. из контрольных элемен- .. датчика угла 6 поступает в систему 17. Затем
1756761
20
35
50 следящий корпус 2 грубо ориентирует чувствительный элемент 1 в направлении на север, датчик угла 3 через триппель-призму
4 оптически согласовывается с чувствительным элементом 1 и угол поворота датчика угла 6 и результаты обработки информации (обработкой части траектории ЧЭ, по точкам реверсии, компенсационный метод измерения и т,д.} о движении чувствительного элемента 1 под влиянием его взаимодействия с угловой скоростью вращения Земли преобразуются блоком 17 в угол азимута контрольного элемента 7 А1.
После этого фиксаторами 16 освобождаются фланцы t0 и 11, корпус 5 вместе с фланцем 10. Вручную грубо разворачивается на 180О, а затем приводом 12 производится более точный доворот фланца 11 до оптического согласования теодолита 18 с вторым контрольным элементом 7 и производится блокировка разворота фиксаторами 16. Так как ось гирокомпаса невертикальна, уровни g собьются с нульпункта. Восстановление нулевого положения уровней 8 производится на этот раз с помощью механизмов горизонтирования
15. При этом ось гидроблока снова займет не вертикальное положение, но строго симметричное первому, Это приводит к изменению знака вредных моментов, связанных с горизонтированием, а их величина сохранится с той же степенью точности, в какой воспроизводится нулевое положение уровней 8. После этого опять датчик угла 3 оптически согласовывается с контрольным элементом 7 и т.д. до получения отсчета Az, При нахождении среднего арифметического . A>+Az/2 = Акэ получаем точное значение азимута контрольного элемента, Для получения азимута ориентирного направления суммируется угол, снятый по теодолиту 18 между направлением на контрольный элемент 7 и на ориентир Ат и Акз: А = Акэ + Ат.
При этом в значении Акэ исключаются ошибки из-за вредных моментов вследствие ошибки горизонтирования, из-за вредных моментов вследствие остаточной намагниченности корпуса ГК и неперпендикулярности оси поворота следящего îðïóca 2 к опорной поверхности корпуса 5, в два раза уменьшается позиционная погрешность лимба датчика угла 6.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Гирокомпас; Содержащий чувствительный элемент, взвешенный в следящем кор8 пусе, датчик угла поворота чувствительного элемента, триппель-призму. устройство горизонтирования с внутренним кольцом, наружный корпус, в котором установлен следящий корпус, датчик угла поворота следящего корпуса, оптические контрольные элементы и два взаимно ортогональных уровня с ампулами и юстировочными механизмами, выполненные каждый в виде винтовой пары, при этом наружный корпус установлен на внутреннем кольце устройства гбризонтирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и эксплуатационных характеристик, .контрольные элементы установлены под углом
180" друг к другу, а в состав гирокомпаса введены первый и второй поворотные фланцы, установленные с возможностью поворота относительно друг друга, и фиксаторы обоих фланцев, причем первый поворотный фланец .неподвижно закреплен на наружном корпусе гирокомпаса, а второй установлен с возможностью разворота относительно внутреннего кольца устройства горизонтирования вновь введенным приводом, при этом в юстировочный механизм дополнительно введен маховичок с расположенным внутри него упорным шарикоподшипником с двумя кольцами и сепаратором, причем одно из колец упорноro шарикоподшипника выполнено плоским и жестко соединено с маховичком; имеющим возможность вращения относительно корпуса юстировочного механизма вокруг оси вращения винтовой пары, сепаратор упорного шарикоподшипника жестко соединен с винтом вйнтовой пары юстировочного механизма, а гайка винтовой пары установлена с обеспечением контакта с ампулой уровня, на втором кольце упорного шарикоподшипника выполнен палец, входящий в дугообразный паз, выполненный в маховичке, причем точки контакта двух беговых дорожек этого кольца с шариками расположены на конусной поверхности, вершина которой расположена в точке пересечения оси винта винтовой пары юстировочного механизма с плоскостью, пересекающей центры шариков упорного шарикоподшипника, при этом. второе кольцо упорного шарикоподшипника выполнено с воэможностью скольжения по корпусу юстировочного механизма; а момент трения кольца о корпус больше момента качения шариков по кольцу, O
1756761
Составитель:Н. Станкевич
Техред M.Ìîðãåíòàë " - Корректор М. Ткач
Редактор М. Бланар
Производственно-издательский комбйнат "Патент, r. Ужгород, ул.Гагарина. 101
Заказ 3082 -.. - Тираж . -" : - :.... :. Подписное
В НИИПИ Государственного комитета bio изобретениям и открытиФм при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-:В, Раувская нвб.; 415