Гиростабилизатор морского гравиметра Советский патент 1977 года по МПК G01V7/16 G01C19/00 

морского гравиметра в широком спектре частот возмущений.

Это достигается тем, что предлагаемый стабилизатор снабжен ползунами, жестко соединенными с платформой и расположенными на концах оси ее подвеса, установленными в промежуточных цапфах с направляющими, имеющими арретиры и связанными с выходными валами двигателей для подъема и опускания платформы.

Ползуны установлены в промежуточных цапфах с направляющими, по которым они перемещаются вверх и вниз, и арретирами для их фиксации в крайних положениях. Ползуны связаны с выходными валами электродвигателей для подъема и опускания платформы. Переключатель режимов, включающий электродвигатели и меняющий связи между электроэлементами устройства, выполнен в виде ключа, управляющего работой реле. Реле блокируют одни каналы и включают другие, переводя устройство из одного режима в другой. Для обеспечения работы двигателей подъема и опускания платформы в пределах хода ползунов на промежуточных цапфах установлены концевые выключатели. Введение в известный силовой гиростабилизатор этих элементов и переключателя режимов позволило придать ему новые свойства сферического корректируемого гиромаятника и таким образом получить устройство для стабилизации морского гравиметра, работающее в одном из двух режимов в зависимости от внещних возмущений, что существенно повыщает точность стабилизации оси чувствительности морского гравиметра в положении местной вертикали в широком спектре частот внешних возмущений.

На фиг. 1 схематично показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - механизм создания маятниковости.

Устройство, на котором жестко укреплены два гравиметра 1, содержит платформу 2, установленные на ней в шарикоподшипниках попарно-связанных антипараллелограммами 3 и 4 четыре гироскопа 5-8 с осями прецессии, перпендикулярными к плоскости платформы 2.

Платформа 2 может колебаться в шарикоподшипниках 9 и 10 относительно внешней рамы 11 карданова подвеса, которая в свою очередь может вращаться в шарикоподшипниках 12 и 13, смонтированных в кронштейнах 14 и 15, закрепляемых на подвижном основании. На осях прецессии гироскопов 5 и 8 установлены датчики угла прецессии 16 и 17. На оси прецессии гироскопов 6 и 7 закреплены роторы датчиков моментов 18 и 19, статоры которых жестко связаны с платформой 2. В местах крепления подшипников 9 и 10 платформы 2 на внешней раме 11 смонтирован механизм создания маятниковости, состоящий из двух одинаковых узлов. Каждый узел механизма создания маятниковости состоит из ползуна 20, жестко закрепленного к платформе 2. Ползун 20 может перемещаться вверх и вниз

в направляющих промежуточной цапфы 21 за счет вращения выходного вала двигателя 22 пoд7Jeмa и опускания платформы в гайке 23, которую жестко крепят к ползуну 20. Перемещение иолзуна в крайних положениях ограничено упорами 24 и 25. Для точной фиксации ползуна 20, а, следовательно, и всей платформы 2 Б промежуточной цапфе 21 служат четыре арретира 26-29. Каждый арреткр состоит из электромагнита 30, пружины 31, якоря электромагнита 32, жестко связанного с ним фиксирующего иальца 33. Ползун имеет ловитель 34 фиксирующего пальца. С целью обеспечения работы двигателя 22

подъема и опускания платформы в пределах хода ползуна 20 на промежуточной цапфе 21 установлены концевые выключатели 35, 36. На осях подвеса платформы 2 и знешлей рамы И установлены датчики моментов 37, 38.

На платформе 2 размещены два плоских маятника-корректора 39, 40 для придания устройству избирательности в релсиме силового гиростабилизатора и управляющие датчиками моментов 18, 19 на осях прецессии гироскопов 6

и 7. Электрические пружины в режиме корректируемого гиромаятника образованы датчиками углов прецессии 16, J7, усилителями 41, 42 и датчиками моментов 18 и 19. Сигналы через усилители 43, 44, поступающие на

датчики моментов 37, 38 и корректирующие устройство, в режиме сферического гиромаятника сформированы двумя датчиками угловой скорости, выполненными на базе элементов данного устройства: гироскопов 5-8, датчиков углов прецессии 16, 17, усилителей 42 и датчиков момептов 18, 19. Изменяющий связи между электроэлементами устройства переключатель режимов состоит из реле 45-48, управляемых от ключа 49.

Работа устройства по оси вращения платформы происходит следующим образом.

Когда ключ 49 находится в положении «Силовой гиростабилизатор, реле 47 размыкает

цепь, связывающую датчик угла прецессии 16 с усилителем 41, и, следовательно, с датчиком момента 18, подключая датчик угла прецессии 16 через усилитель 43 к датчику момента 37; реле 45 замыкает цепь, связывающую датчик

момента 19 и управляющий им маятник-корректор 39; двигатели 22 подъема и опускания платформы поднимают ползуны 20, а вместе с ними и платформу 2 в верхнее крайнее положение, совместив тем самым центр тяжести

подвижной части с точкой пересечения осей подвеса. Во время перемещения ползуна 20 по направляющим промежуточной цапфы 21 в крайнее верхнее положение включаются арретиры 26, 27, 28 и 29 и электромагниты 30 арретиров 27 и 29, преодолевая сопротивление пружины 31, вытягивают фиксирующие пальпы 33 из ловителей 34. В крайнем положении ток от электромагнитов 30 арретиров 26-29 отключается, и фиксирующие пальцы 33 арретиров 26 и 28 под действием пружины 31 загоняются в ловители 34, фиксируя ползун 20 в данном положении.

Под действием внешнего возмущающего момента по оси подвеса платформы 2 возникает гироскопический момент, направленный в сторону, противоположную возмущающему моменту, и платформа 2 сохраняет свое первоначальное положение. С датчика угла прецессии 16 сигнал через усилитель 43 поступает на датчик момента 37, который приложит момент в сторону гироскопического момента, скомпенсирует внещний возмущающий момент и вызовет прецессию гироскопов 5, 6 к нулевому положению.

При отклонении платформы 2 от положения местной вертикали сигнал с маятника-корректора 39 поступает на датчик момента 18, который прикладывает момент по оси прецессии гироскопа 6, в результате чего платформа 2 стремится к положению местной вертикали. На определенных частотах возмущений устройство в режиме «Силовой гиростабилизации работает с невысокой точностью стабилизации и переводится с помощью ключа 49 в режим «Сферический корректируемый гиромаятник. Реле 45 разрывает цепь маятниккорректор 39 - датчик момента 18. Реле 47 подключением к выходу датчика угла прецессии 16 усилителя 41 меняет связь между электроэлемеитами 18, 41, 43 и 37. Сигнал с датчика утла прецессии 16 поступает на вход усилителя 41 и далее на датчик момента 18, что создает электрическую пружину для гироскопов 5 и 6, напряжение, снятое с нагрузочного сопротивления в цепи управления датчика момента 18, встроенного в усилитель 41, и пропорциональное угловой скорости поворота осей устройства от плоскости горизонта, подается на вход усилителя 43 и далее на датчик момента 37. Двигатели 22 подъема и опускания платформы опускают ползуны 20, а вместе

с ними и платформу 2 в нижнее крайнее положение, сместив тем самым центр тяжести подвижной части устройства относительно точки пересечения осей подвеса. Арретиры 27 и 28 зафиксируют платформу и маятниковость придаст устройству свойства гироскопического сферического гиромаятника.

Работа устройства по оси вращения внещней рамы осуществляется аналогичным образом. Использование одного устройства в зависимости от возмз щений либо в режиме сферического корректируемого гиромаятника, либо в режиме силового гиростабилизатора за счет введения механизма создания маятниковости

и переключателя режимов, позволит проводить гравиметрические исследования с высокой точностью.

Формула изобретения

20

Гиростабилизатор морского гравиметра, содержащий платформу с гироскопами, попарно-связанными антипараллелограммами, маятники-корректоры, датчики моментов по осям

подвеса, датчики моментов по осям прецессии, датчики угла прецессии, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности стабилизации оси чувствительности гравиметра, он снабжен ползунами, жестко соединенными с

платформой и расположенными на концах оси ее подвеса, установленными в промежуточных цапфах с направляющими, имеющими арретиры и связанными с выходными валами двигателей для подъема и опускания платформы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Я. Н. Ройтегберг «Гироскопы, изд. «Наука, М., 1966, стр. 169.

2. Е. И. Попов «Определение силы тяжести

на подвижном основании, изд. «Наука, М., 1967, стр. 120 (прототип).