Автоматический наземный гирокомпас

Автоматический наземный гирокомпас

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистическик

Республик пп808847 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 01. 03. 79 (21) 2732677/40-23 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 280231, Бюллетень М 8

1 ($1)м. кл.

G 0 l С 19/38

Государственный ком нтет

СССР по делам нзобретеннй к открытнй t$3) ЮК 528. .526.6(088.8) Дата опубликования опмсаммя, 29 ° 0 3 81

В.H. Лавров, Ю.С. Луковатый, В.И. Глейзер,:-М

Ю.A. Васильев, Г.М. Найшулер, И.A. Корбут,,...Е и Г.К, Янко

Всесоюзный научно-исследовательский институт геомеханики и маркшейдерского дела .. (72) Авторы мэобретенмя.С.; Кои,: g..:..,. М. Шара йо»в" " .,

J.

Ъ - гщуо (71) Эаявмтель (54) АВТОМАТИЧЕСКИИ НАЗЕМНЫЙ ГHPOKOMTIAC

Изобретение относится к гироскопическому приборостроению и может быть использовано при разработке прецизионных малогабаритных автоматических гирокомпасов, в частности маркшейдерских.

Известен автоматический назем ный гирокомпас, содержашии чувствительный элемент, включающиЯ гиромотор с горизонтально закрепленной осью вращения, датчик углового положения чувствительного элемента в азимуте относительно корпуса гирокомпаса, соединенный через вычислительное устройство с управляемым электроприводом и арретирующее устройство (1) .

Недостатки данного устроЯства обусловлены тем, что ограничена величина начального отклонения чув- 20 ствительного элемента от плоскости меридиана, что требует предварительного ориентирования гирокомпаса, Кроме того, для ориентирования заданного направления необходимо снабдить такой гирокомпас угломерным устройством типа теодолита, требуется большое число механических и электромеханических элементов, усл жняюшим конструкцнк н техноЛо- 30 гию изготовления, снижающих экспЛуатационную надежность прибора.

Цель изобретения — упрощение конструкции гирокомпаса.

Указанная цель достигается тем, что в автоматическнЯ наземный гирокомпас, содержащиЯ чувствительный элемент, включающий гиромотор с ropsaovzavseo закрепленной осью вращения, датчик углового положения чувствительного элемента в азимуте относительно корпуса гирокомпаса, соединенный через вычислительное устройство с управляемым электроприводом, и арретирующее, устройство, дополнительно введенй, по крайней мере, еще один гиромотор с горизонтальной осью вращения, еще один электропривод ги-. ромотора и два датчика угловых скоростей вращения гиромоторов, командное и коммутирующее устройства, причем оси вращения гиромоторов обраэуют между собой постоянный фиксировайный угол в плоскости, перпендикулярной оси подвеса чувсвительного элемента, а выходы датчиков угловых скоростей вращения гиромоторов подсоединены ко входам вычислительного устройства, выходы которого связаны через командное устройство с арретирую808847 щим устройством и коммутирующим устройством, соединяющим обмотки питания гиромоторов с электроприводами.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема автоматического наземного гирокомпаса; на фиг. 2 — положения чувствительного элемента и суммарного вектора кинематического момента в азимуте в текущий и в конечный моменты времени.

Автоматический наземный гирокомпас содержит чувствительный элемент

1, подвешенный на торсионе 2 в корпусе 3. В чувствительном элементе

1 под фиксированным углом Ф друг к другу в плоскости, перпендикулярной оси подвеса, жестко закреплены оси гиромоторов 4 и 5. На корпусе гирокомпаса 3 расположены датчики 6 и 7 угловой скорости вращения гиромоторов

4 и 5,а также датчик 8 углового положения чувствительного элемента в ази -2О муте относительно корпуса гирокомпаса 3. Выходы датчика 8 углового положения чувствительного элемента и датчиков 6 и 7- угловой скорости вращения гиромоторов подсоединены ко входам 25 вычислительного устройства 9, один выход которого связан со входом управляемого электропривода 10, а дру- гие выходы через командное устройство 11 соединены с арретирующим устройством 12 и одним из входов ком— мутирующего устройства 13, к другим входам которого подсоединенй электроприводы 10 и 14; при этом вы.ходы коммутирующего устройства 13 соединены с обмотками питания гиромоторов 4 и 5.

Гирокомпас работает следующим образом.

При включении прибора по первой команде с командного устройства 11 4О коммутирующее устройство 13 подключает обмотки питания гиромотора

5 к электроприводу 14. Гиромотор

5 начинает разгоняться. При этом с датчика 7 угловой скорости враще- 4 ния гиромотора в вычислительное устройство 9 поступает сигнал, пропорциональный угловой скорости А<, При достижении гиромотором 5 номйнального значения угловой скорости

fl „р с вычислительного устройства

9 на командное устройство поступает сигнал, и командное устройство формирует вторую команду, по которой арретирующев устройство 12 разарретирует чувствительный элемент 1. B момент 5 разарретирования вектор кинетического момента Й гиромотора 5 расположен в плоскости горизонта, а угол г между чувствительным элементом 1 и корпусом гирокомпаса 3 близок к ну- д) левому значению. Вектор Й в соответствии с принципом действия маятникового гирокомпаса начинает совершать прецессионное движение по направлению к плоскости меридиана.

Прн этом чувствительный элемент 1 отклоняется от корпуса гирокомпаса

3 на угол Е.. Вычислительное устройство 9 формирует сигнал, пропорциональный функции в 9н K и интегралу

И4 Jgd 4. Сигнал пропорциональный

sign E,, поступает на командное устройство 11, которое вырабатывает команду на подключение коммутирующим устройством 13 обмоток питания гиромотора 4 к управляемому электроприводу 10. Чередование.фаз обмоток питания гиромотора при подключении соответствует соотношению в! gп А2

=sign Я . Сигнал, пропорциональный интегралу К,Еdtg с выхода вычислительного устройства 9 поступает на вход управляемого электропривоца

10. Гиромотор 4 начинает разгоняться, и возникает второй кинетический момент Й, а с датчика угловой скорости в вычислительное устройство 9 поступает сигнал„ пропорциональный угловой скорости А >. Вследствие возникновения Н, по направлению к плоскости мерйдиана начинает перемещаться результирующий вектор Йр, являющийся геометрической суммой H и Й . При этом угол отсчитываемый от оси вращения гиромотора 5 до результирующего вектора кинетического момента Йр (фиг. 2а), является функцией угловых скоростей вращения гиромоторов .

4 и 5. Если фиксированный угол V между осями гиромотороэ 4 и 5 равен — (Ф= + ), то при равенстве мо2 ментов инерции роторов гиромоторов величинаб =агс с9- - . По информации с датчиков угловой скорости

7 и 6 вычислительное устройство 9 вычисляет величину 8, сравнивает ее с величиной К

8 К„5МС. (1)

В процессе измерения угловой скорости и > результирующий вектор кинетического момента перемещается относительно корпуса чувствительного элемента 1 по направлению к меридиану. Если начальное отклонение чувствительного элемента 1 от меридиана не превышает 45, то по мере о приближения вектора Йр к плоскости меридиана скорость нарастания угла уменьшается, в какой-то момент времени становится равной нулю, а затем угол уменьшается. Увеличение угловой скорости A q происходит до тех пор, пока угол E. не станет равным нулю. По нулевому сигналу с датчика угла 8 вычислительное устройство фиксирует сигнал на входе управляемого привода 10. При этом фиксируется угловая скорость вра- щения гиромотора 4 0 и величина

808847

nä

=arcing . Результирующий вектор

Йр расположен в этот момент в плос- i кости меридиана, а чувствительный элемент 1 согласован с корпусом гирокомпаса 3 (фиг. 26 ), т.е. выполнено условие о =А. Значение угла Л

5 определяющее положение корпуса гирокомпаса относительно плоскости меридиана и вычисленное на основании информации об установившихся значе ниях A q u A q ном, получаемой с датчи-. ков угловой скорости 7 и б, -может быть выведено с вычислительного устройства 9 на любое устройство индикации. После выполнения операции по . вычислению угла А с вычислительного устройства 9 поступает сигнал на командное устройство 11. Командное устройство вырабатывает команду, по которой арретирующее устройство 12 арретирует чувствительный элемент

1, а коммутирующее устройство 13 Щ отключает гиромоторы 4 и 5 от электроприводов 10 и 14.

Таким образом, применение предлагаемого автоматического гирокомпаса дает возможность упростить конструкцию и технологию изготовления гирокомпаса, поскольку отпадает необхо димость в применении механических поворотных деталей, необходимых при создании электромеханических следящих систем. Вместо сложной, с точки зрения технологии изготовления, электромеханической следящей систе- мы используется оптоэлектронная схе— ма, не требующая изготовления точных механических осей. Кроме того, гирокомпас не требует применения оптикомеханического угломерного устройства типа теодолита для измерения угла между плоскостью меридиана и ориентируемым направлением.

Формула изобретения

Автоматический наземный гироком.пас, содержащий чувствительный элемент, включающий гиромотор с горизонтально закрепленной осью вращения, датчик углового положения чувствительного элемента в азимуте относительно корпуса .гирокомпаса, соединенный через вычислительное устройство с управляемым электроприводом, à арретирующее устройство, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции гирокомпаса,в него дополнительно введены по крайней мере, еще один гиромотор с горизонтальной осью вращения, еще один элвктропривод гиромотора и два датчика угловых скоростей вращения гиромоторов, командное и коммутирующее устройства, причем оси вращения гиромоторов образуют между собой постоянный фиксированный угол в плоскости, перпендикулярной оси подвеса чувствительного элемента, а выходы датчиков угловых скоростей вращения гиромоторов подсоединены ко входам вычислительного устройства, выходы которого связаны через командное устройство с арретирующим устройством и коммутирующим устройством, соединяющим обмотки питания гиромоторов с электроприводами, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 347573, кл. G Ol С 19/38, 1971 (прототип).

808847

telcp

Crhp

9 ис. t

Составитель Г. Будина

Редакто Е. Спиридонова Тех ед С.Миг иова Корректо И Бабинец

42 — 3 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4 5 впп .пятент çåê. P ZZ- 45