ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМЫЙ ГИРОСКОП Российский патент 1998 года по МПК G01C19/02 

Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано в системах инерциального управления движущимися объектами.

Известны динамически настраиваемые гироскопы (ДНГ), содержащие ротор, вал, упругие взаимноперпендикулярные растяжки, дополнительные инерционные грузы /1/.

Недостатком известных ДНГ является низкая точность, обусловленная смещением центра масс ротора при движении корпуса гироскопа с ускорением , параллельным вектору измеряемой угловой скорости .

Наиболее близким аналогом изобретения является динамически настраиваемый гироскоп, содержащий ротор, вал, взаимноперпендикулярные растяжки, дополнительные инерционные грузы /2/.

Недостатком известного ДНГ является низкая точность, обусловленная высоким уровнем помех из-за разбалансировок конструкций при движении гироскопа с ускорением , вектор которого параллелен измеряемой угловой скорости .

Целью изобретения является повышение точности ДНГ.

Цель достигается тем, что дополнительные инерционные грузы расположены диаметрально противоположно, при этом оси симметрий ротора равноудалены от плоскостей, проходящих через оси растяжек и ось вала.

Сущность изобретения заключается в том, что вследствие симметричного расположения и равноудаления дополнительных инерционных грузов относительно растяжек, принадлежащих различным осям подвеса, ротор реагирует на входную угловую скорость колебаниями, сдвинутыми относительно колебаний помехи (из-за ускорения) на 90^o. Поскольку полезные колебания ротора и колебания помехи взаимно ортогональны, то полезные колебания и колебания помехи разделяются по фазовому признаку, что и повышает точность гироскопа.

На фиг. 1 дан предлагаемый ДНГ; на фиг. 2 сечение по АОВ фиг. 1; на фиг. 3 графики полезных колебаний ротора и колебаний помехи.

Динамически настраиваемый гироскоп содержит ротор 1 (фиг. 1), укрепленный с помощью упругих, взаимно перпендикулярных растяжек 2 и 3 на валу 4. Вал с помощью подшипников установлен в корпусе гироскопа (подшипники и корпус на чертеже не показаны).

С целью повышения точности измерения абсолютной угловой скорости, например , на роторе диаметрально противоположно расположены дополнительные инерционные грузы 5, при этом оси симметрии ротора Y и Z равноудалены от плоскостей Y₁OX и Z₁OX, проходящих через оси растяжек Y₁ и Z₁ и ось вала X (фиг. 1,2).

Вал приводится во вращение относительно корпуса со скоростью динамической настройки W от двигателя, не показанного на чертеже.

Дополнительные инерционные грузы 5 обеспечивают неравенство главных экваториальных моментов инерции ротора относительно осей Y, Z. Вследствие этого неравенства при вращении корпуса с угловой скоростью в инерциальном пространстве возникают колебания ротора b_c на частоте 2Ω (фиг. 3) в невращающейся системе координат (относительно корпуса).

Если гороскоп движется с ускорением , вектор которого параллелен , то на частоте 2Ω возникают колебания ротора b_п (фиг. 3) вследствие непересечения растяжек (а ≠ 0) и несовпадения центра масс ротора S с каждой из растяжек (фиг. 2). Однако эти колебания сдвинуты, как следует из фиг. 3, на 90^o относительно колебаний β_c. Таким образом, сигнал максимален (β_c СД) в те моменты, когда помеха минимальна (β_п 0). Это обеспечивает повышение точности гироскопа.

Использование: в гироскопии, в системах инерциального управления движущимися объектами. Сущность: гироскоп содержит ротор 1, упругие взаимно-перпендикулярные растяжки 2,3, вал 4, инерционные грузы 5. 3 ил.

Динамически настраиваемый гироскоп, содержащий ротор, укрепленный на валу с помощью упругих взаимно перпендикулярных растяжек и дополнительных инерционных грузов, отличающийся тем, что дополнительные инерционные грузы расположены диаметрально противоположно, при этом оси симметрии ротора равноудалены от плоскостей, проходящих через оси растяжек и ось вала.