ТРЕХОСНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР Российский патент 2000 года по МПК G01C21/18 

Изобретение относится к области навигационного и гравиметрического приборостроения и может быть использовано для создания прецизионных навигационных и гравиметрических систем, работающих на подвижных объектах-носителях.

Известны различные типы трехосных гиростабилизаторов, предназначенных для стабилизации гиростабилизированной платформы в плоскости горизонта и в азимуте, включающие системы осей и кардановых колец, образующих полный карданов подвес (Б.И.Назаров, Г.А.Хлебников, Гиростабилизаторы ракет. - М.: Военное издательство министерства обороны, 1975, стр. 37-92).

Известен трехосный гиростабилизатор (фиг. 1), включающий гиростабилизированную платформу 1 с установленными на ней инерциальными чувствительными элементами (гироскопы, акселерометры, гравиметрические чувствительные элементы и др.), которая своими цапфами 2, образующими азимутальную ось подвеса, установлена в подшипниках 3 промежуточного карданового кольца 4, который в свою очередь своими цапфами 5, образующими промежуточную ось подвеса, установлен в подшипниках 6 внешнего карданового кольца 7. Внешнее кардановое кольцо своими цапфами 8, образующими внешнюю ось подвеса, установлено в подшипниках 9, расположенных по горизонтальной оси корпуса прибора 10. Азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси подвеса конструктивно перпендикулярны (Б.И.Назаров, Г.А.Хлебников, Гиростабилизаторы ракет. - М.: Военное издательство министерства обороны. 1975, стр. 43).

Недостатком такого трехосного стабилизатора является то, что при изменении курса объекта-носителя изменяется взаимная ориентация установленных на гиростабилизированной платформе инерциальных чувствительных элементов относительно электромеханических элементов (например, датчиков момента стабилизации), установленных на промежуточном и внешнем кардановых кольцах, а также электронных устройств (вторичные блоки питания, преобразователи, реле и др. ), установленных внутри корпуса прибора, что приводит к переменному тепловому, электромагнитному и электростатическому влиянию и, как следствие, к переменной систематической погрешности инерциальных чувствительных элементов (так называемая "румбовая" погрешность), ухудшающей их точность.

Известен трехосный гиростабилизатор (фиг. 2), в котором внешнее кардановое кольцо 1 с помощью цапф 2, образующих азимутальную ось подвеса, установлено в подшипниках 3 корпуса прибора 4, ориентированных по его вертикальной оси. Промежуточное кардановое кольцо 5, своими цапфами 6 образующее промежуточную ось подвеса, установлено в подшипниках 7 внешнего карданового кольца. Гиростабилизированная платформа 8 своими цапфами 9, образующими внутреннюю ось подвеса, установлена в подшипниках 10 промежуточного карданового кольца. Азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси подвеса конструктивно перпендикулярны. Внешнее кардановое кольцо может быть выполнено в виде полукольца и иметь одну цапфу (Б.И.Назаров, Г.А.Хлебников, Гиростабилизаторы ракет. - М. : Военное издательство министерства обороны. 1975, стр. 38).

В данном трехосном гиростабилизаторе при изменении курса объекта-носителя обеспечивается неизменная ориентация установленных на гиростабилизированной платформе инерциальных чувствительных элементов относительно электромеханических элементов, установленных на промежуточном и внешнем кольцах кардановых подвесов, однако изменяется их взаимная ориентация относительно электронных устройств, установленных на корпусе прибора, таким образом, "румбовая" погрешность частично сохраняется.

Целью настоящего изобретения является повышение точности инерциальных чувствительных элементов путем устранения указанного недостатка.

Указанная цель достигается тем, что в известном трехосном гиростабилизаторе, содержащем внешнее кардановое кольцо, одна или две цапфы которого образуют азимутальную ось подвеса, промежуточное кардановое кольцо своими цапфами, образующими промежуточную ось подвеса, установленное в подшипниках внешнего карданового кольца, гиростабилизированную платформу с установленными на ней инерциальными чувствительными элементами своими цапфами, образующими внутреннюю ось подвеса, установленное в подшипниках промежуточного карданового кольца, причем азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси конструктивно перпендикулярны, функцию внешнего карданового кольца выполняет корпус прибора, причем одна или две цапфы которого, расположенные вне его по его вертикальной оси симметрии, установлены в одном или двух подшипниках объекта-носителя или аммортизатора, оси подшипников совпадают с вертикальной осью объекта-носителя.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема аналога заявленного устройства.

На фиг. 2 изображена кинематическая схема прототипа заявленного устройства.

На фиг. 3 изображена кинематическая схема примера конкретного выполнения заявленного устройства.

Пример конкретного выполнения кинематической схемы заявленного трехосного стабилизатора представлен на фиг.3. Промежуточное кардановое кольцо 1 подвеса своими цапфами 2 установлено в подшипниках 3, расположенных на кронштейнах 4, закрепленных на основании корпуса прибора 5 внутри его. Оси подшипников 3 расположены по горизонтальной оси корпуса прибора. Цапфа 6 корпуса прибора, выполняющего функцию внешнего карданового кольца, расположена вне его по его вертикальной оси симметрии и установлена в подшипниках 7 объекта носителя или амортизатора 8. Ось подшипника 7 совпадает с вертикальной осью объекта-носителя или амортизатора. На фиг. 3 показана также гиростабилизированная платформа 9 с цапфами 10 и подшипники 11 карданового кольца 1.

Совмещение функции корпуса прибора и внешнего карданового кольца устраняет изменение взаимной ориентации установленных на гиростабилизированной платформе инерциальных чувствительных элементов относительно электронных и электромеханических элементов, установленных на корпусе прибора, при изменении курса объекта-носителя, тем самым повышается точность инерциальных чувствительных элементов. "Румбовая" погрешность устраняется полностью.

Гиростабилизатор предназначен для использования в области навигационного и гравиметрического приборостроения в прецизионных навигационных и гравиметрических системах, работающих на подвижных объектах-носителях. Гиростабилизатор содержит внешнее кардановое кольцо, одна или две цапфы которого образуют азимутальную ось подвеса, промежуточное кардановое кольцо, своими цапфами, образующими промежуточную ось подвеса, установленное в подшипниках внешнего карданового кольца, гиростабилизированную платформу с установленными на ней инерциальными чувствительными элементами, своими цапфами, образующими внутреннюю ось подвеса, установленную в подшипниках промежуточного карданового кольца. Азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси конструктивно перпендикулярны. Функцию внешнего карданового кольца выполняет корпус прибора, одна или две цапфы которого, расположенные вне его по его вертикальной оси симметрии, установлены в одном или двух подшипниках объекта-носителя или амортизатора. Оси этих подшипников совпадают с вертикальной осью объекта-носителя или амортизатора. Обеспечивается повышение точности инерциальных чувствительных элементов за счет устранения изменения взаимной ориентации чувствительных элементов относительно электронных и электромеханических элементов, установленных на корпусе. 3 ил.

Трехосный гиростабилизатор, содержащий внешнее кардановое кольцо, одна или две цапфы которого образуют азимутальную ось подвеса, промежуточное кардановое кольцо своими цапфами, образующими промежуточную ось подвеса, установленное в подшипниках внешнего карданового кольца, гиростабилизированную платформу с установленными на ней инерциальными чувствительными элементами, своими цапфами, образующими внутреннюю ось подвеса, установленную в подшипниках промежуточного карданового кольца, причем азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси конструктивно перпендикулярны, отличающийся тем, что функцию внешнего карданового кольца выполняет корпус прибора, причем одна или две цапфы которого, расположенные вне его по его вертикальной симметрии, установлены в одном или двух подшипниках объекта-носителя или амортизатора, а оси подшипников совпадают с вертикальной осью объекта-носителя или амортизатора.