ВИБРАЦИОННЫЙ ГИРОКОМПАС

Вибрационный гирокомпас относится к навигационной технике и предназначен для ориентирования энергетических объектов при их движении, например, воздушных, морских судов и других транспортных средств.
Известен двухроторный гирокомпас (Вопросы прикладной теории гироскопов /Сайдов П.И., Слив Э.И., Чертков Р.И./ Под ред. докт. техн. наук Сайдова П.И. - Л.: Судпромгиз, 1961. Стр.235, 236, рис.41, рис.42), состоящий из рамки, внутри которой расположены два гироскопа (два быстро вращающихся симметричных ротора), кинематически связанные между собой антипараллелограммом, у верхнего из которых (Ермаков И.И., Максимов Г.Т. Гироскопические устройства: курс лекций / Под ред. И.И.Ермакова. Министерство обороны, 1968. Стр.198, рис.4.2) преобразователь координат (ПК) и датчик вращения (ДВ), закрепленные на одном валу и связанные между собой электрической цепью, не показанной на схеме, через усилитель прецессии (УП) соединены с датчиком момента (ДМ), а у нижнего, являющегося гиростабилизатором (ГС), - датчик угла поворота (ДУ) электрической цепью через усилитель (УС) связан со стабилизирующим двигателем (СД).
Недостатком известного гирокомпаса является отсутствие чувствительной системы определения изменения положения оси вращения верхнего гироскопа.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы снабдить гирокомпас чувствительной системой определения изменения положения оси вращения верхнего гироскопа и стабилизации ее вертикального положения.
Технический результат достигается тем, что вибрационный гирокомпас, состоящий из рамки, внутри которой расположены два гироскопа, кинематически связанные между собой антипараллелограммом, у верхнего из которых преобразователь координат (ПК) и датчик вращения (ДВ), закрепленные на одном валу и связанные между собой электрической цепью, не показанной на схеме, через усилитель прецессии (УП) соединены с датчиком момента (ДМ), а у нижнего, являющегося гиростабилизатором (ГС) - датчик угла поворота (ДУ) электрической цепью через усилитель (УС) связан со стабилизирующим двигателем (СД), причем ротор верхнего гироскопа выполнен в виде симметричной крестообразной стержневой системы с шаровыми грузами по концам, у которой стержни закреплены на вертикальном валу через пьезокристаллы, связанные электрической цепью с преобразователем координат (ПК).
Такое исполнение гирокомпаса дает возможность фиксировать отклонения его оси вращения и стабилизировать ее вертикальное положение.
На фиг.1 изображена схема вибрационного гирокомпаса.
Он состоит из рамки 1, нижнего гироскопа 2, являющегося гиростабилизатором (ГС), верхнего гироскопа 3, преобразователя координат (ПК) 4 и датчика вращения (ДВ) 5, закрепленных на одном валу и связанных электрической цепью, не показанной на схеме, через усилитель прецессии СУП) 6 с датчиком момента (ДМ) 7. Датчик угла поворота (ДУ) 8 ротора гиростабилизатора (ГС) 2, находящихся на оси прецессии «а-а», связан электрической цепью через усилитель стабилизации (УС) 9 со стабилизирующим двигателем (СД) 10. Верхний ротор 3 состоит из четырех взаимно перпендикулярных стержней 11 с шаровыми грузами 12 по концам, стержни прикреплены к вертикальному валу через пьезокристаллы 13, связанные электрической цепью, условно не показанной на схеме, с преобразователем координат (ПК).
Гирокомпас работает следующим образом.
При движении транспортных средств вибрационный гирокомпас должен показывать направление «юг - север» (S-N), а его ось ОО всегда должна располагаться вертикально. Однако при движении транспортных средств ось ОО непрерывно меняет свое положение, меняет свое положение и направление (S-N), поэтому их надо непрерывно корректировать. Кроме того, на гирокомпас действуют разные вредные моменты.
Одноосный гироскоп (ГС) 2 разгружает ось стабилизации от воздействия внешних вредных моментов. Для этого с датчика угла (ДУ) 8, размещенного на оси прецессии «а-а» снимается сигнал, который усиливается и преобразуется по определенному закону в усилителе - преобразователе (УС) 9 и подается на стабилизирующий двигатель (СД) 10, который и разгружает ось стабилизации. А на датчик момента (ДМ) 7 гиростабилизатора (ГС) 2 с выходной обмотки преобразователя координат (ПК) 4 и датчика вращения (ДВ) 5 подается суммарный сигнал углов отклонения попарно и диаметрально расположенных шаровых грузов 12 от их установившегося положения. Сигналы вырабатывают пьезокристаллы 13, на которых закреплены стержни 11 с грузами 12. Величина сигналов пропорциональна отклонению грузов 12, т.е. пропорциональна величине изгибной деформации стержней с пьезокристаллами 13, при действии на них возмущающего момента вдоль оси ОО. Преобразователь координат (ПК), в котором в соответствующих обмотках возникает сигнал рассогласования в направлениях векторов магнитных потоков относительно направления (S-N), передает этот сигнал в усилитель-преобразователь - усилитель прецессии (УП) 6, а последний - на датчик момента (ДМ) 7, который и восстанавливает возникшее рассогласование направлений. И так во все время работы гирокомпаса, обеспечивая стабильное направление (S-N).
Таким образом, задача, на решение которой направлена полезная модель, выполнена. Гирокомпас снабжен чувствительной системой определения изменения положения плоскости расположения грузов верхнего гироскопа, т.е. положения оси его вращения. Обеспечен съем сигналов гармонических колебаний со стержней шаровых грузов, сигнализирующих о возникающих отклонениях, и обеспечена непрерывная стабилизация вертикального положения как оси вращения верхнего гироскопа, так и оси ОО всего гирокомпаса, а следовательно, и указателя направления (S-N).