(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジャイロコンパスのｎ・３６０°支承装置における、データ伝送系であって、ジャイロコンパスが照明手段及び角度検出手段並びに前記ｎ・３６０°支承装置によって保持された回転可能な装置と該回転可能な装置に向き合った面との間の電気光学的な情報伝送手段を有している形式のものにおいて、
（イ）  角度検出のために回転軸（３０）においてかつ該回転軸（３０）に対し直角に少なくとも１つの走査板（２１）が配置されており、
（ロ）  定置のケーシング（３６）に配置された照明手段（２０）と角度検出手段（２２）とが前記走査板（２１）の瞬間角度を走査し、
（ハ）  前記回転軸（３０）と前記定置のケーシング（３６）との間に２方向性のデータ伝送路が設けられており、この場合、前記回転軸（３０）の、前記走査板（２１）を保持する端部と、前記ケーシング（３６）の、前記端部に向き合った定置の面との間に、それぞれ１つのプレート（１４，２４）が配置されており、これらのプレート（１４，２４）がそれぞれ２つの電気光学的な構成部材（１０，１２；１０′，１２′）を保持しており、該電気光学的な構成部材（１０，１０′：１２，１２′）の一方（１０；１０′）が前記ｎ・３６０°支承装置の回転軸上に配置されているのに対し、それぞれ該一方の構成部材（１０；１０′）と協働する他方の電気光学的な構成部材（１２；１２′）が前記各プレート（１４，２４）にて、前記ｎ・３６０°支承装置の前記回転軸線にすぐ隣接して、互いに向き合った前記電気光学的な構成部材（１０，１０′；１２，１２′）が回転角とは無関係に前記ｎ・３６０°支承装置の回転軸線に対し常に同じ角度で延びるように配置されている
ことを特徴とする、ジャイロコンパスのｎ・３６０°支承装置におけるデータ伝送系。
【請求項２】
前記回転軸（３０）が該回転軸（３０）に懸垂されたスリーブ内にある他の構成部分に接続するためのケーブルを受容するために中空に構成されている、請求項１記載のデータ伝送系。
【請求項３】
前記走査板（２１）が円形である、請求項１又は２記載のデータ伝送系。
【請求項４】
互いに向き合った前記プレート（１４，２４）の各々にそれぞれ１つの半導体ライトエミッタと１つの光検波器とが配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のデータ伝送系。
【請求項５】
２つの同種の電気光学的な構成部分が互いに向き合って前記回転軸線上に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載データ伝送系。
【請求項６】
協働する前記２つの構成部材（１０，１２；１０′，１２′）の２つ（１０，１２）が前記走査板（２１）の上に直接的にではなく、前記回転軸（３０）の上に中心的に固定された、前記走査板（２１）と結合されたプレート（２４）の上に配置されており、協働する前記構成部材（１０，１２；１０′，１２′）の別の２つ（１０′，１２′）を保持するための、前記プレート（２４）に向き合ったプレート（１４）が２方向性のデータ伝送路を形成するために妨害光線密でかつＥＭＣを有する小さなケーシング（１６）内に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載データ伝送系。
【請求項７】
前記走査板（２１）が付与されたコードを除いてほぼ透明であり、一方の側から発光ダイオードである照明手段（２０）より透射されるようになっており、前記走査板（２１）の他方の側に検出手段（２２）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のデータ伝送系。
【請求項８】
照明手段及び角度検出手段並びにｎ・３６０°支承装置における、データ伝送系の電気光学的な情報伝達手段及びジャイロ装置を有するジャイロコンパスであって、
（イ）  ジャイロシステムを有し、
（ロ）  ジャイロシステムを取囲むスリーブ（図示せず）を有し、該スリーブが駆動装置を介してｎ・３６０°支承装置にて自由に回転可能であり、前記ジャイロ装置が乗物胴体（図示せず）に連結されており、
（ハ）  ジャイロ走査システム（図示せず）を有し、該ジャイロ走査システムが接点と、乗物の旋回に際してジャイロシステムと前記スリーブとの間に生じる相対角度に相応して駆動するためのコントロール信号を発生させるためのコントロール回路とから成り、
（ニ）  走査装置として前記スリーブに走査板（２１）が取付けられており、該走査板（２１）に向き合った面（１８）が定置のケーシング（３６）を介して乗物胴体と結合されている形式のものにおいて、
（イ）  回転可能な走査板（２１）が前記定置のケーシング（３６）に配置された照明手段（２０）と角度検出手段（２２）とにより前記走査板（２１）の瞬間角度を検出するために走査可能であり、
（ロ）  前記スリーブと前記定置のケーシング（３６）との間に２方向性のデータ伝送路が設けられており、前記スリーブの走査板（２１）を保持する端部と前記定置のケーシング（３６）の、前記端部に向き合った定置の面とに、それぞれ１つのプレート（１４，２４）がそれぞれ２つの電気光学的な構成部材（１０，１０′；１２，１２′）を保持し、これらの電気光学的な構成部材（１０，１０′：１２，１２′）の内、一方の構成部材（１０，１０′）が前記ｎ・３６０°支承装置の回転軸線上に配置されるのに対し、それぞれ他方の構成部材（１２，１２′）が前記各プレート（１４，２４）にて前記回転軸線にすぐ隣接して配置され、向き合った電気光学的な構成部材（１０，１０′；１２，１２′）の間の２方向性のデータ伝送路が回転角度とは無関係に、前記ｎ・３６０°支承装置の回転軸線に対し常に同じ角度で延びている
ことを特徴とする、ジャイロコンパス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はｎ・３６０°支承装置における、データ伝送区間を有する角度検出装置と、このような角度検出装置及びデータ伝送区間を有するジャイロコンパスとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記支承装置のために生じる問題と要求とについては以後、ジャイロコンパスの具体的な使用例のために記述した。
【０００３】
例えばＤＥ−Ａｌ４４２６２９３号により公知であるようなジャイロコンパスは、スリーブ内に支承された、地面に対して相対的な方向づけに関し常にその位置を維持するジャイロ系を有している。このジャイロ系は高速回転下に保たれる。この場合、スリーブはジャイロ系とスリーブとの間に発生した角度を再び零に減じるために、追従モータを介し、瞬間のジャイロ系方向に相応して、つまりスリーブに対する瞬間角度に相応して追従可能である保持フレームに固定されている。
【０００４】
走査円板のコードマークの電気光学的な走査によって絶対角が検出されるスリーブの前記追従値は、乗物の相対的な進路変化をもたらす。これに対し、乗物、例えば船又はそれに類似したものの胴体はそれに結合された保持フレームと共に、方向づけに関してコンスタントに留まるジャイロ系に対し回動する。電気光学的な走査の結果は有利には、別の電気的な後続加工装置に、ひいては表示装置に供給される。前記文献にはこの角度の検出が詳細に記載されている。
【０００５】
ジャイロ系を有するフロートはこのようなジャイロコンパスの場合には、周囲温度に対して加熱された、これにより、粘性の高められた電解質液内に保持されている。この電解質液はポンプで動かされる。このポンプの運転状態、電解質液の温度並びにジャイロ系位置と加熱とのための制御信号はこれまでスリップリング結合を介して電気的に伝達される。
【０００６】
この場合には、特に今日一般的であるようにデジタル信号を使用した場合だけではなく、アナログ信号を使用した場合にも、個々のビットがスリップリング結合によって失われることがあり、その結果、完全に誤った伝達データとなるという問題がある。したがって従来は伝達されたデータは追従モータに与えられる前に、費用のかかるソフトウエアプログラムによってそのたしかさに関し検査された。この著しい費用にも拘わらず誤ったスティタスデータという問題が生じることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、前記問題が発生せず追従の応働時間が短縮される構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題は請求項１の特徴によって解決された、従属請求項には本発明の有利な実施例が示されている。
【０００９】
この場合には特に角度情報のための走査円板の上に付加的な電気光学的な情報伝達手段が設けられ、この情報伝達手段が走査円板に対向した面に設けられた対応する情報伝達手段と共に−有利な実施例では２方向性の−情報伝送区間を形成していると有利である。この情報伝送区間は、保持フレームに設けられた前記の対向する面に対し走査円板が回動した場合にも情報の誤りのない電気光学的な伝達を可能にする。
【００１０】
この場合には供給電圧流は従来のように例えばスリップリング結合を介して供給される。この場合、スリップリング結合の特性は問題ではない。
【００１１】
有利な形式でそれぞれ１つの発信及び受信ダイオード（又はトランジスタ）が走査円板の回転中心点にすぐ隣接して、有利にはそれぞれ２つの同じ形式の構成部分が回転軸に直接設けられている。いまや、走査円板の回転角とは無関係に回転軸に対し常に同じ角度を成して延びる光学的な伝送区間も常にダイオードの同じ照出角度を使用するようになる。このような形式で、走査円板が回動する場合に、変化する照出角度により発生する強度変動は確実に阻止される。
【００１２】
ジャイロコンパスのための他に、ｎ・３６０°支承装置における、データ伝送区間を有する角度検出装置は、２つの構成部分相互間の任意の支承装置にも、場合によっては複数の（部分）走査面が適当な電気光学的な走査手段で検出される支承装置にも適している。
【００１３】
この場合には、不動の構成部分の上に−コンパスの場合には保持フレームに結合された前記向き合った側−に設けられた、データを変換する電子機器は、可動の構成部分の上に設けられた電子機器同様、適当な形式で、例えばデータバスシステムへ伝達するために設計されていることができる。
【００１４】
本発明の別の特徴と利点は本発明の有利な実施例についての以下の記述で開示してある。
【００１５】
【実施例】
ジャイロコンパスのスリーブの中心にて中空に図示された回転軸３０は図１において、本発明によるデータ伝送区間を有する角度検出装置を保持しかつｎ・３６０°回動可能である。図示されていない支承装置の下にて符号３４で示された構成部分につながったスリーブ内には、本来のジャイロ系が存在している。その方向づけに従ってスリーブは駆動装置を介してｎ・３６０°支承装置にて追従回転させられる。この場合、駆動装置が固定されているケーシング３６は不動であって、すなわち乗物胴体と連結されている。
【００１６】
スリーブの追従制御は高速回転するこまを有するフロートの位置をスリーブにおける接点を介しブリッジ回路を介して読取り、この情報を追従回路にて駆動装置のための追従信号へ、乗物が回転する場合にこまとスリーブとの間に生じる相対角度に応じて変換することで行われる。
【００１７】
いまや、回転軸から離れて直角に延びる円形の走査円板２１はスリーブに固定的に結合されているので、走査円板２１と該走査円板２１に向き合った、船胴に対し相対的に固定された面との間には、船が旋回すると角度が形成される。この角度の絶対値はプレート上に配置された一連の電気光学式の検出手段２２により受取られた信号から読取られることができる。これらの検出手段２２は光を放射するダイオード２０により、コードを備えた、コード以外はほぼ透明である円形の走査円板２１を通して照射される。
【００１８】
したがって走査面に対して平行な面の上にすでにプレートが存在するので、さほど大きな装置的な製造費用なしに、２方向性のデータ伝送を実現することができる。
【００１９】
この光学的な伝送区間は高い作業温度領域（−２０℃から８５℃）で運転可能でかつ振動に対し影響を受けにくい（１−５８Ｈｚ：１ｍｍ  tolerabel及び５８−１０００Ｈｚ（DIN IEC ６８）：１０００ｍ／ｓ２）。
【００２０】
一般的にはデータ伝送区間を有する角度検出装置はすべての考えられ得る２つの構成部分相互間の３６０°支承装置にて使用すること、例えばロボットアーム又はアンテナに使用することができる。
【００２１】
この場合には走査円板２１とこれに向き合った面との間の単方向性の情報伝送も考えられ、請求項１にはこれも包含されている。
【００２２】
しかし有利であるのは２方向性の接続である。この２方向性の接続では２つの同じ形式の構成エレメント−２つのエミッタ又は２つの受信器−がそれぞれ回転軸に配置されているのに対し、これと協働する構成部分は近接して走査円板又はこれに向き合った面に配置されている。これによって、常に同じ放射角にて行われる、常に同じ長さの伝送区間が得られる。この伝送区間は特に変化する照出角が生じないという利点を有している。
【００２３】
これによって図１に構成部材１０と１２との間の２つの中断された線で示されているように、互いに１つの伝送区間を形成する構成部材は互いに回動した場合に、常にＬＥＤの放射円錐の同じエミッション強さを有する領域内に、しかも対応するトランジスタ又は適当なダイオードの常に同じ敏感な受信角内に位置するようになる。
【００２４】
走査円板２１の上のコードを読取る一連のセンサ部材２２は走査円板２１に近接して配置されかつ走査円板２１の上に配置されたダイオード１２はある程度の高さを有しているので、図１から良く判るように、向き合った情報伝送部材１０を保持するプレート１４は妨害光線に対し遮蔽されかつＥＭＣを有する小さなケーシング１６内で、向き合った面、プレート１８の上に高く配置されている。
【００２５】
さらにダイオード１２は走査円板（ガラス又はプラスチックから製作されている）に直接的に配置されるのではなく、回転軸３０に対し同心的に固定された別のプレート２４の上に設けられている。このプレート２４は中空の軸を介しケーブルで、スリーブ内にある他の構成部分に接続されている。
【００２６】
符号３８では扁平ケーブルが示されている。この扁平ケーブル３８はデータを不動のプレート１８からさらにジャイロ装置から外へ、表示装置へかつ他のナビゲーション装置へ伝送する。
【図面の簡単な説明】
【図１】走査円板の領域の支承装置の断面図。
【符号の説明】
１０  情報伝達部材、  １２  ダイオード、  １４  プレート、  １６  ケーシング、  １８  プレート、  ２０  ダイオード、  ２１  走査円板、  ２２  センサ部材、  ２４  プレート、  ３０  回転軸、  ３４  構成部分、  ３６  ケーシング、  ３８  扁平ケーブル
【図１】
0003755650.tif 000002