Трехосный гиростабилизатор киноаппарата Советский патент 1982 года по МПК G01C21/18 

(5) ТРЕХОСНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР КИНОАППАРАТА

1

Изобретение относится к гироскопическим приборам и может быть, в частности, использовано при разработке тр.ехосных пространственных стабилизаторов для оптических приборов например киноаппараторв и телевизионных камер.

Известны трехосные гиростабилизаторы, состоящие из платформы для стабилизируемого объекта, трех двух-степенных гироскопов, установленных на платформе, системы стабилизации и системы коррекции, чувствительными элементами которой являются жидкостные ма 1тники, закрепленные на платформе Г1 Ц.

Однако применение в этом устройстве двухстепенных гироскопов с большим кинетическим моментом затрудняет достижение высокой скорости управления и приводит к большому энергопотреблению.

Известен также трехосный гиростабилизатор киноаппарата, включающий

Платформу с двумя гироскопами, уста,новленными в наружной и внутренней рамках карданного подвеса, на огях которых установлены датчики моментов, жидкостной маятник, ось чувствительности которого параллельна продольной оси стабилизации, и задатчик курса, причем оси наружной и внутренней рамки карданового подвеса

IQ первого гироскопа параллельны соответственно вертикальной и продольной осям стабилизации платформы L2.

Поскольку в этом устройстве в качестве чувствительных элементов системы стабилизации используются трех степенные управляемые гироскопы с малым кинетическим моментом, то легко может быть достигнута высокая скорость управления угловым положе20 нвем .платформы.

В известном устройстве управление угловым положением киноаппарата по курсу осуществляется путем подачи Сигнала с одного из :задатчиков угла 39 на датчик момента, управляющий движением первого гироскопа, а следовательно, и платформы по курсу. Однако при произвольном наклоне платформы по оси тангажа такой способ управления затрудняет проведение горизонтального панорамирования ( вращение киноаппарата вместе с платформой вокруг местной вертикали) , поскольку управление осуществляется в связанной с платформой системе координа а это приводит к тому, что одновременно с движением платформы вокруг местной вертикали будет происходить завал платформы по крену. Наличие жидкостной маятниковой коррекции по крену ( ввиду слабой крутизны ) не сразу устраняет этот завал. Кроме этого, при устранении завала по крену киноаппарат изменит свое положение в азимуте. Увеличение крутизны маятниковой коррекции нек елательно, так как при этом снижается точность стабилизации при ускоренном движении основания, на котором установлен гидростабилизатрр. Целью изобретения является повышение томности управле 1ия киноаппара том при панорамировании. Указанная цель достигается тем, что в трехосный гиростабилизатор киноаппарата введей физический маятник с осью подвеса, параллельной поперечной оси стабилизации, и два синусно-косинусных вращающихся трансфориатотора, роторы которых установлены на оси подвеса физического маят ника, а статоры жестко соединены оплатформой, при этом жидкостный маят ник установлен на физическом майтнй Кб, а выходы задатчика курса и жидкостного маятника подключены к статорным обмоткам первого и второго вращающихся трансформаторов соответственно, косинусная и синусная обмотки роторов соответственно первого и второго вращающихся трансформаторов подключены к датчику момента установленному на оси внутренней рамки первого гироскопа, а синусная и косинусная обмотки роторов этих же трансформаторов подключены к датчику момента, установленному на оси наружной рамки первого гироскопа. На чертеже представлена часть злектро-кинематической схемы гироста билизатора, иллюстрирующая электрические связи введенных элементов и принцип работы гиростабилизатора. На гиростабилизированной платформе 1 с помощью опор 2 установлен физический маятник 3 так, что его ось вращения параллельна поперечной оси платформы. На физическом маятнике закреплен жидкостный маятник « таким образом, что его ось чувствительности параллельна продольной оси платформы. По оси вращения физического маятника установлены два синусно-косинусных вращающихся трансформатора 5 и 6, роторы которых связаны с физическим маятником, а статоры - с платформой. К статорной обмотке вращающегося трансформатора 6 подключен задатчик 7 курса. К статорной обмотке вращающегося трансформатора 5 подключен жидкостный маятник . Синусная обмотка ротора вращающегося трансформатора 5 подключена к датчику 8 момента, управляющему движением первого гироскопа вокруг оси платформы, перпендикулярной продольной и поперечной ее осям. Туда же подключена косинусная обмотка ротора вращающегося трансформатора 6. К датчику 9 момента, управляющему движением первого гироскопа по крену, подключены синусная обмотка рото-ра вращающегося трансформатора косинусная обмотка ротора вращающегося трансформатора 5. Управление стабилизатором осуществляется следующим образом. Сигнал с задатчика 7 курса .- поступает на синусно-косинусный вращающийся трансформатор 6, где он делится на две составляющие, Пропорциональные соответственно косинусу угла тангажа и синусу угла тангажа платформы, так как при повороте платформы по тангак у физический маятник остается в прежнем угловом положении относительно Земли (,при условии отсутствия ускорений движения). Сигналы составляющих подаются на датчики 8 и 9 момента первого гироскопа, вызывая его движение как вокруг оси, перпендикулярной продольной и поперечной оси, так и вокруг продольной оси. Подобное разложение сигнала управления приводит к тому, что платформа будет вращаться вокруг вертикальной оси, моделируемой физическим маятником, и при отклоненном положении платформы по тангажу не возникает завала платформы по крену. Аналогично работает система коррекции по крену. При этом управляющий

сигнал снимается с жидкостного маят ника и поступает на синусно-косинусный вращающийся трансформатор S, с выхода которого поступает на датчики 8 и 9 момента.

При идентичности каналов, по которым поступают синусные и косинусные сигналы с вращающихся трансформаторов, платформа будет вращаться только вокруг местной вертикали при управлеНИИ по курсу или вокруг горизонтально оси, лежащей в одной вертикальной плоскости с продольной осью, при работе горизонтальной коррекции.

Использование предлагаемого гиростабилизатора позволяет повысить точность стабилизации при управлении положением платформы, а также исключить развороты платформы по курсу при работе горизонтальной коррекции.

Был создан макет предложенного гиростабилизатора. Испытания макета показали отсутствие видимых нарушений горизонтальности кадра при скорости управления по курсу до .

Формула изобретения

Трехосный гиростабилизатор киноаппарата, включающий платформу с двумя гироскопами, установленными в наруиной и внутренней рамках карданного подвеса, на осях которых установлены датчики моментов, жидкостный маятник, ось чувствительности которого параллельна продольной оси стабилизации, и задатчик курса, причем оси наружной и внутренней рамки карданового

подвеса первого гироскопа параллельны соответственно вертикальной и про- дольной осям стабилизации платформы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления киноаппаратом при панорамировании, в него введены физический маятник с осыб подвеса, параллельной поперечной оси стабилизации, и два синуснокосинусных вращающихся трансформаторе роторы которых установлены на оси подвеса физического маятника, а статоры жестко соединены с платформой, при этом жидкостный маятник установлен на физическом маятнике, а выходи задатчика курса и жидкостного мапт.ника подключены к статорным обмоткал первого и второго вращающихся трансформаторов соответственно, косинусная и синусная обмотки роторов соответственно первого и второго вращающихся трансформаторов подключены к датчику момента, установленному на оси внутренней рамки первого гироскопа, а синусная и косинусная обмотки роторов этих we трансформаторов подключены к датчику момента установленному на оси наружной райки первого гироскопа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 739961, кл. G 01 С 21/18, 1978 (прототип).