МАГНИТНЫЙ КОМПАС Российский патент 1996 года по МПК G01C17/00 

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может быть использовано в магнитных компасах с магнитным чувствительным элементом, опирающимся на опорное устройство.

Известны магнитные компасы, содержащие стрелочный магнитный чувствительный элемент и опорное устройство (1).

Компасы содержат корпус, заполненный жидкостью, с магнитным чувствительным элементом, снабженным опорой (первая часть опоры), установленным на опорном устройстве. Опорное устройство содержит колонку с закрепленным на ней держателем опоры (вторая часть опоры). При этом в качестве опоры в магнитном чувствительном элементе могут быть использованы керн-игла, либо топка-подпятник, в качестве опоры в держателе, закрепленном на колонке, соответственно, топка-подпятник, либо керн-игла.

Основным недостатком компасов является отсутствие защиты опорного устройства от воздействия боковых ударов, что на практике вызывает деформацию или чаще всего поломку керна независимо от того, где он расположен. Это приводит к выходу компаса из строя. При этом в случае расположения керна в держателе опоры производят частичную разборку компаса и замену керна на запасной из ЗИПа. С этой целью в конструкции компаса, за счет ее усложнения, предусматривается возможность выполнения замены керна, для чего компас снабжается дополнительным специальным инструментом для проведения указанной замены.

В случае расположения керна в магнитном чувствительном элементе и топки в держателе на колонке, для замены керна требуется полная разборка компаса. Работа может быть выполнена только специалистами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является компас (2), который содержит магнитный чувствительный элемент, колонку, топку-подпятник, поплавок магнитного чувствительного элемента, шпильку-керн, лимб-шкалу и ограничительную шайбу, жестко связанную с магнитным чувствительным элементом.

Основным недостатком компаса является отсутствие защиты опорного устройства от воздействия боковых ударов. Имеющаяся в конструкции компаса ограничительная шайба жестко связана с магнитным чувствительным элементом и ограничивает углы наклона магнитного чувствительного элемента на колонке, предохраняет магнитный чувствительный элемент от соскакивания с опорного устройства, но не защищает от воздействия боковых ударов.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является защита опорного устройства магнитного компаса от перегрузок при боковом ударе.

Для решения указанной задачи магнитный компас, содержит корпус, заполненный жидкостью, с магнитным чувствительным элементом, установленным на опорном устройстве, включающем колонку с держателем опоры, при этом держатель опоры расположен в полости нижней части магнитного чувствительного элемента, а хвостовик колонки с держателем опоры выведен из полости через сквозное отверстие в основании магнитного чувствительного элемента, образующего дно полости, отличающийся тем, что колонка с держателем опоры содержит немагнитную эластичную шайбу, диаметр которой превышает размеры сквозного отверстия в основании магнитного чувствительного элемента и определяется зависимостью
D (1,2 1,5)d
где D наружный диаметр эластичной шайбы,
d диаметр сквозного отверстия в основании магнитного чувствительного элемента,
при этом наружный диаметр эластичной шайбы и ее расположение на колонке держателя опоры определяется зависимостью

где α угол свободного наклона магнитного чувствительного элемента;
наружный радиус эластичной шайбы;
R радиус внутренней полости магнитного чувствительного элемента;
H расстояние от точки опоры магнитного чувствительного элемента до нижней плоскости эластичной шайбы.

На фиг. 1 представлен общий вид магнитного компаса в разрезе.

На фиг. 2 представлен в увеличенном масштабе магнитный чувствительный элемент с опорой, установленный на опорном устройстве, в разрезе.

На фиг. 3 представлен магнитный чувствительный элемент, установленный на опорном устройстве, при наклоне (в разрезе).

На фиг. 4 представлен магнитный чувствительный элемент и опорное устройство при сборке (в разрезе).

Магнитный компас содержит корпус 1 (см. фиг. 1), заполненный компасной жидкостью 2, магнитный чувствительный элемент 3 с опорой 4, установленный на опорном устройстве. Опорное устройство содержит колонку 5 (см. фиг. 1, 2) с держателем опоры 6, закрепленным на колонке 5. В нижней части магнитного чувствительного элемента размещена полость 7. Хвостовик колонки держателя опоры 5 выведен из полости 7 через сквозное отверстие 8 в нижней части магнитного чувствительного элемента. Колонка с держателем опоры 5 содержит немагнитную эластичную шайбу 9. Шайба 9 выполнена из эластичного материала (например, из резины).

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на компас бокового удара, вертикальная ось магнитного чувствительного элемента 3 наклоняется (см. фиг. 3) вследствие того, что его центр масс расположен ниже точки опоры.

При отсутствии эластичной шайбы в опорном устройстве механическая энергия бокового удара прикладывается в точке опоры, что приводит к разрушению керна или подпятника.

Наличие эластичной шайбы 9 в опорном устройстве приводит к тому, что при боковом ударе и наклоне магнитного чувствительного элемента 3 имеет место соприкосновение боковой поверхности полости 7 магнитного чувствительного элемента с эластичной шайбой 9. При этом эластичная шайба деформируется и снижает воздействие ударного ускорения на керн и подпятник компаса, защищая их от повреждения или разрушения;
Одновременно с этим, наличие эластичной шайбы 9 предохраняет магнитный чувствительный элемент 3 от соскакивания с опорного устройства при наклонах или переворачивания компаса (см. фиг. 3), поскольку наружный диаметр эластичной шайбы 9 превышает 1,2 1,5 раз диаметр сквозного отверстия 8 в нижней части магнитного чувствительного элемента.

При сборке компаса (см. фиг. 4) эластичную шайбу 9 деформируют, придавая ей коническую форму, и вводят через сквозное отверстие 8 в полость 7. Введенная в полость 7 эластичная шайба 9 приобретает первоначальную форму.

Соотношение размеров эластичной шайбы 9, полости 7 и расстояния шайбы от точки опоры магнитного чувствительного элемента обеспечивает нормальную работу компаса в рабочем диапазоне изменений угла наклона компаса (объекта).

Таким образом, использование эластичной шайбы в конструкции опорного устройства в значительной степени улучшает эксплуатационные характеристики магнитного компаса, не приводя к существенному усложнению конструкции. ЫЫЫ2

Использование: в области навигационного машиностроения. Сущность изобретения: магнитный компас, содержащий корпус, заполненный жидкостью, с магнитным чувствительным элементом, установленным на опорном устройстве, включающем колонку с держателем опоры, который расположен в полости нижней части магнитного чувствительного элемента, а хвостовик колонки с держателем опоры выведен из полости через сквозное отверстие в основании магнитного чувствительного элемента, образующего дно полости, при этом колонка с держателем опоры содержит немагнитную эластичную шайбу, диаметр которой превышает размеры сквозного отверстия в основании магнитного чувствительного элемента и определяется зависимостью D (1,2 - 1,5) d, где D - наружный диаметр эластичной шайбы, d - диаметр сквозного отверстия в основании магнитного чувствительного элемента, при этом наружный диаметр эластичной шайбы и ее расположение на колонке держателя опоры определяется зависимостью , где α - угол свободного наклона магнитного чувствительного элемента, r = D/2 - наружный радиус эластичной шайбы, R - радиус внутренней полости магнитного чувствительного элемента, Н - расстояние от точки опоры магнитного чувствительного элемента до нижней плоскости эластичной шайбы. 4 ил.

Магнитный компас, содержащий корпус, заполненный жидкостью с магнитным чувствительным элементом, установленным на опорном устройстве, включающем колонку с держателем опоры, при этом держатель опоры расположен в полости нижней части магнитного чувствительного элемента, а хвостовик колонки с держателем опоры выведен из полости через сквозное отверстие в основании магнитного чувствительного элемента, образующего дно полости, отличающийся тем, что колонка с держателем опоры содержит немагнитную эластичную шайбу, диаметр которой превышает размеры сквозного отверстия в основании магнитного чувствительного элемента и определяется зависимостью
D (1,2 1,5)d,
где D наружный диаметр эластичной шайбы;
d диаметр сквозного отверстия в основании магнитного чувствительного элемента,
при этом наружный диаметр эластичной шайбы и ее расположение на колонке держателя опоры определяются зависимостью

где α угол свободного наклона магнитного чувствительного элемента;
rD/2 наружный радиус эластичной шайбы;
R радиус внутренней полости магнитного чувствительного элемента;
Н расстояние от точки опоры магнитного чувствительного элемента до нижней плоскости эластичной шайбы.