ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ ПРИБОР Российский патент 2003 года по МПК G01C19/02 

Предполагаемое изобретение относится к области гироскопических приборов, используемых в системах управления артиллерийских управляемых снарядов.

Известен гироскопический прибор [1] , содержащий ротор со спиральной пружиной в его внутренней полости, размещенный в кардановом подвесе, корпус и арретир совмещенного типа. Наружным концом пружина жестко закреплена на ободе ротора. Внутренний конец пружины отогнут, и в нем выполнена прорезь, в которую входит язычок, выполненный на втулке, установленной на внутренней рамке карданова подвеса. После разгона внутренний конец пружинного двигателя под действием центробежных сил отходит от втулки, обеспечивая ротору возможность прокачки.

Недостатком данного устройства является невозможность использования жесткой пружины, необходимой для получения большой величины кинетического момента, т. к. величина центробежной силы в этом случае недостаточна для того, чтобы отогнутый конец спиральной пружины отошел от втулки.

Известен также гироскопический прибор [2] , содержащий полый ротор с пружинным двигателем в виде спиральной пружины, размещенный в кардановом подвесе, кожух, стопорный механизм. Пружина в заведенном состоянии намотана на втулкообразную часть кожуха и своим внутренним отогнутым концом входит в канавку, выполненную во втулке. Наружный конец пружины приклепан к ротору.

Недостатком данного устройства является сложность соединения внутреннего конца пружины со втулкой в случае применения жесткой пружины.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение сборки гироскопического прибора с пружинным двигателем большой жесткости для разгона ротора путем уменьшения усилия зацепления спиральной двигательной пружины с втулкообразной частью основания карданова подвеса при сохранении необходимой величины кинетического момента.

Указанная задача достигается тем, что в гироскопическом приборе, содержащем взведенную спиральную двигательную пружину, закрепленную наружным концом на ободе ротора, а внутренним - разъемно соединенную с втулкообразной частью основания карданова подвеса, соединение внутреннего конца спиральной двигательной пружины выполнено через дополнительно введеную упругую ленту, закрепленную на внутреннем конце спиральной двигательной пружины с ее внутренней стороны, при этом жесткость ленты в 10-1000 раз меньше жесткости пружины, а длина не менее 1,5 длины окружности втулкообразной части основания карданова подвеса, основание карданова подвеса выполнено с выступом, взаимодействующим с пазом, выполненным в ленте.

На фиг. 1 изображен общий вид гироскопического прибора в экваториальном сечении, а на фиг.2 - один из этапов заводки спиральной двигательной пружины.

Ротор 1 во внутреннем кардановом подвесе, состоящем из внутренней 2 и наружной 3 рамок, установлен в основании карданова подвеса 4. Наружный конец спиральной двигательной пружины 5 жестко закреплен на ободе ротора 1. На внутреннем конце спиральной двигательной пружины с ее внутренней стороны, обращенной внутрь полости ротора, неразъемно закреплена упругая лента 6, жесткость которой меньше жесткости пружины. Упругая лента 6 в свою очередь при заводке соединяется разъемно с втулкообразной частью основания карданова подвеса за счет взаимодействия паза 7, выполненного на ее конце, с выступом 8. Для обеспечения заводки спиральной двигательной пружины на торцевой поверхности ротора выполнены окна.

Сборка и подготовка гироскопа к работе осуществляется следующим образом. Через окна в роторе 1 конец упругой ленты 6, поджатый за счет сил упругости к внутренней поверхности спиральной двигательной пружины 5, зацепляется за выступ 8 основания карданова подвеса 4 и в процессе вращения ротора фиксируется в этом положении следующим витком ленты, наматываемой на втулкообразную часть основания карданова подвеса. Далее происходит завод спиральной двигательной пружины, после окончания которого прибор готов к работе. Для сообщения ротору гироскопа с моментом инерции I₀ = 0,9 г•см•с² кинетического момента Н = 600 г•см•с требуется пружина, имеющая размеры 1050х12,5х0,63 мм. Радиус внутреннего витка спущенной пружины R_в = 21 мм. Для зацепления спиральной двигательной пружины с основанием карданова подвеса для заводки пружинного двигателя необходимо отогнуть последний виток до R = 14,5 мм. При этом деформируется ~1/4 длины внутреннего витка (L = 33 мм), и сила для этого при прогибе конца пружины, равном δ = R_в-R; δ = 6,5 мм, равна

F = 22 кГ.

где Е - модуль упругости материала спиральной двигательной пружины;
J - момент инерции сечения спиральной двигательной пружины;
δ₀- предварительный прогиб внутреннего конца спиральной двигательной пружины, установленной в барабан, относительно свободного состояния.

Приложение такой силы внутри ротора гироскопа крайне затруднительно и, кроме того, требует упрочнения рамок и опор карданова подвеса, что снижает точность гироскопического прибора.

Соединение внутреннего конца спиральной двигательной пружины с основанием карданова подвеса посредством ленты меньшей жесткости значительно уменьшает это усилие. Сечение ленты выбирается исходя из требований прочности. Так, для пружинного двигателя, параметры которого приведены выше, используется стальная лента сечением 11х0,15 мм. Это позволяет уменьшить усилие, необходимое для соединения внутреннегоконца спиральной двигательной пружины с выступом основания карданова подвеса, до величины ~250 г., т.е. в ~85 раз.

При заводке пружинного двигателя сначала отгибается упругая лента и пазом зацепляется за выступ основания карданова подвеса. В процессе поворота ротора лента наматывается на втулкообразную часть основания карданова подвеса и после намотки одного витка фиксирует себя, после чего начинается деформация спиральной двигательной пружины. Поскольку пружина деформируется по всей длине, то не возникает больших усилий. Длина ленты выбирается из условия обеспечения ее надежной фиксации при заводке, что требует минимальной длины не менее 1,5 длины окружности втулкообразной части основания карданова подвеса, т.к. одна длина необходима для фиксации места зацепления следующим витком ленты и половина длины окружности - для соединения ленты с пружиной без деформации последней.

Таким образом, применение ленты, соединенной с внутренним концом пружинного двигателя, существенно упрощает сборку гироскопического прибора путем уменьшения усилия, необходимого для зацепления спиральной двигательной пружины с основанием карданова подвеса при заводке.

Источники информации
1. Патент США, м. кл. G 01 C 19/24, 3434354 от 01.06.1966 г.

2. Патент США, нац. кл. 74-5.41, 2732721 от 02.08.1954 г.

Изобретение относится к гироскопическим приборам, используемым в системах управления артиллерийских управляемых снарядов. В гироскопическом приборе, содержащем взведенную спиральную двигательную пружину, закрепленную наружным концом на ободе ротора, а внутренним - разъемно соединенную с втулкообразной частью основания карданова подвеса, соединение внутреннего конца спиральной двигательной пружины выполнено через дополнительно введенную упругую ленту, закрепленную на внутреннем конце спиральной двигательной пружины с ее внутренней стороны, при этом жесткость ленты в 10-1000 раз меньше жесткости пружины, а длина не менее 1,5 длины окружности втулкообразной части корпуса, основание карданова подвеса выполнено с выступом, взаимодействующим с пазом, выполненным в ленте. Техническим результатом является упрощение сборки гироскопического прибора с пружинным двигателем большой жесткости для разгона ротора путем уменьшения усилия зацепления спиральной двигательной пружины с втулкообразной частью основания карданова подвеса при сохранении необходимой величины кинетического момента. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Гироскопический прибор, содержащий взведенную спиральную двигательную пружину, закрепленную наружным концом на ободе ротора, а внутренним - разъемно соединенную с втулкообразной частью основания карданова подвеса, отличающийся тем, что соединение внутреннего конца спиральной двигательной пружины выполнено через дополнительно введенную упругую ленту, закрепленную на внутреннем конце спиральной двигательной пружины с ее внутренней стороны, при этом жесткость ленты в 10-1000 раз меньше жесткости пружины, а длина не менее 1,5 длины окружности втулкообразной части основания карданова подвеса. 2. Гироскопический прибор по п. 1, отличающийся тем, что основание карданова подвеса выполнено с выступом. 3. Гироскопический прибор по п. 2, отличающийся тем, что упругая лента выполнена с пазом для взаимодействия с выступом основания карданова подвеса.