CN104567844A - 一种手动转位的两位置寻北仪 - Google Patents

Abstract

一种手动转位的两位置寻北仪，包括动调陀螺、光电编码器、编码器支架、方位转轴、定位结构、底盘、方位轴、水泡、箱体。方位轴位于箱体回转中心，动调陀螺安装于箱体内部一侧，光电编码器位于方位轴顶端，定位结构位于方位轴一侧。底盘固定，扳动箱体带动动调陀螺旋转，手动转位至两个定位点，光电编码器进行测量，确定转位精度在规定的范围内时，动调陀螺开始工作，综合采集数据进行解算，计算出初始方位角。本发明的寻北仪体积小、重量轻、操作简便、设计新颖。

Description

一种手动转位的两位置寻北仪

技术领域

本发明属于惯性导航技术领域，具体涉及一种手动转位的两位置寻北仪。

背景技术

随着陀螺技术的进一步发展，陀螺寻北仪的研究水平也不断提高，陀螺寻北仪是一个涵盖机、电、计等方面的复杂系统。寻北仪通常用于固定的基座上(停驶的车上、地面上等)，在静止状态下快速地测量出载体纵轴与地理真北的夹角，即初始方位角，为路基设备如导弹发射架、天线座等提供北向基准，其精度要求高，且要求体积小、重量轻、操作简便、反应迅速。寻北仪在导弹发射、武器瞄准、煤炭开发、石油钻井、隧道建设、大地测量等国防与民用领域具有广阔的应用前景。

目前，在常见寻北方式中主要以两位置寻北为主，也存在多位置寻北、连续旋转式寻北等方式。现有两位置寻北仪大都存在机械结构设计复杂、零件加工精度高、装配调试周期长、零部件较多、体积较大、重量较重、不易携带等缺陷。因此，急需提供一种结构紧凑、操作便捷的两位置寻北仪。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、重量轻、操作简便的手动转位的两位置寻北仪。

为实现以上发明目的，本发明采用的技术方案包括：

一种手动转位的两位置寻北仪，包括动调陀螺、光电编码器、编码器支架、方位转轴、定位结构、底盘、方位轴、水泡、箱体，其中，底盘用于支撑所述两位置寻北仪并将其固定于待连接的基座上；方位轴的第一端固定于底盘上，第二端垂直于底盘向上延伸；方位转轴可转动地套装于方位轴上；箱体套装固定于方位转轴的外壁上，箱体具有内腔，动调陀螺安装于箱体的内腔中；水泡安装于箱体的外壁上；编码器支架套装固定于方位转轴的外壁上，并位于箱体的内腔中；光电编码器支撑固定于编码器支架上，并且光电编码器的伸出轴固定连接至方位轴的第二端；定位结构用于在方位转轴绕着方位轴转动至预定位置时，将方位转轴锁定，并且在方位转轴需要继续转动时，进行解锁。

优选地，定位结构包括定位套筒、导向套筒、导向套、压紧螺母、止推心轴、定位端盖、旋钮、外弹簧、内弹簧、钢球托、钢球，其中，

方位转轴的壁上设置有沿方位转轴的轴向延伸的两个V型槽，两个V型槽之间的夹角为180度；定位套筒套装于方位转轴上，并且方位转轴能够相对于定位套筒转动，定位套筒位于箱体与底盘之间，定位套筒的第一端固定连接至底盘，并且定位套筒的壁上开设有贯通的台阶式定位孔，该台阶式定位孔的中心距离底盘底面的距离与两个V型槽的中心距离底盘底面的距离相同；

导向套筒的第一端通过螺钉垂直地固定至定位套筒的外壁，并且导向套筒的内腔与定位套筒壁上的定位孔的位置中心对应；

导向套具有中空腔，该中空腔的第一端为锥形卡口，第二端的腔壁上为螺纹段；导向套的第一端呈阶梯状，用于与定位套筒的台阶式定位孔匹配；钢球托的第一端面设置有锥形止口，其能够在导向套的中空腔中移动；压紧螺母包括T型布置的圆柱部和螺帽部，圆柱部的外表面设置有螺纹，用于与导向套的螺纹段配合，螺帽部的外径与导向套筒的内径匹配；当安装到位后，钢球、钢球托以及内弹簧顺序地装配在导向套的中空腔中，压紧螺母的圆柱部与导向套的螺纹段螺接，钢球在内弹簧的弹力作用下抵靠在锥形卡口和钢球托的锥形止口上，并且钢球部分地自导向套的第一端突出，其中，钢球、钢球托、内弹簧、压紧螺母以及导向套组装在一起构成定位组件；

定位组件整体装配在导向套筒的内腔中；外弹簧套装在导向套上，其两端分别与定位套筒的外壁和螺帽部的内侧面接触；

止推心轴包括依次布置的第一圆柱部、第二圆柱部、第三圆柱部以及第四圆柱部，其中，第二圆柱部的直径与导向套筒的内腔的直径匹配；第三圆柱部的外壁上设置有螺纹；定位端盖通过螺钉连接至导向套筒第二端的端面，定位端盖具有中心螺纹孔，用于与止推心轴第三圆柱部外壁上的螺纹配合；旋钮的第一端具有直径与第四圆柱部的直径匹配的中心孔；当安装到位之后，止推心轴的第一圆柱部和第二圆柱部容置于导向套筒的内腔中，该第三圆柱部与中心螺纹孔配合，第四圆柱部自定位端盖伸出并套装有旋钮，并且该第四圆柱部与旋钮的第一端之间进一步通过螺钉固定；

当定位结构处于定位状态时，止推心轴的第一圆柱部抵压定位组件的压紧螺母，外弹簧被压缩，导向套的第一端抵接在定位套筒的台阶式定位孔中，并且钢球的伸出于导向套的部分卡接于方位转轴相应的V型槽中。

优选地，导向套筒的第二端与定位端盖之间设置有密封垫。

优选地，方位转轴通过两个角接触轴承可转动地套装于方位轴上，并且方位转轴的外壁上具有顺序布置的第一台阶面和第二台阶面；方位转轴以其第二台阶面固定连接至箱体的底部；编码器支架套装固定于第一台阶面上。

优选地，方位轴为台阶轴，其包括顺序布置且直径递减的第一轴段、第二轴段、第三轴段以及第四轴段；方位轴的第一轴段通过螺钉固定连接至底盘；光电编码器的伸出轴固定连接至方位轴的第四轴段；方位转轴的内腔包括直径较大的第一腔和直径较小的第二腔；方位转轴以其第二腔可转动地套装于方位轴的第二轴段；两个角接触轴承上下叠置地套装于方位轴的第三轴段上、并且两个角接触轴承的外圈均与方位转轴的第一腔接触。

优选地，所述两位置寻北仪还包括编码器座、两个锁紧螺母、轴套以及轴承压盖，其中，方位转轴的第一腔与第二腔之间形成有台阶面，方位轴的第四轴段设置有外螺纹，两个锁紧螺母上下叠置地螺接于该第四轴段，并且该第四轴段设置有中间连接孔；两个角接触轴承中，位于下面的为第一角接触轴承，位于上面的为第二角接触轴承，第一角接触轴承的内圈和外圈分别抵靠第二轴段和台阶面；轴套套装于方位轴的第三轴段，并且其两端分别抵接位于下面的锁紧螺母以及第二角接触轴承的内圈；轴承压盖包括法兰部和压抵部，轴承压盖通过其法兰部固定于方位转轴的上端面上，其压抵部位于方位转轴的第一腔中并抵压第二角接触轴承的外圈；编码器支架具有内空腔，且其顶面和底面分别具有第一连接孔和第二连接孔，当套装固定于方位转轴的第一台阶面上之后，该第二连接孔的孔壁与方位转轴的外壁接触；编码器座通过螺钉安装于编码器支架的顶面上，光电编码器通过螺钉安装于编码器座的顶面上，光电编码器的输出轴插设于方位转轴的中间连接孔中，并通过螺钉固定。

优选地，方位转轴与箱体之间设置有密封垫，方位转轴与方位轴之间设置有密封圈。

与现有技术相比，根据本发明的手动转位的两位置寻北仪具有有益的技术效果：

本发明提供的两位置寻北仪，手动转位，操作简便。通过对寻北仪整体结构布局设置及编码器座、编码器支架、方位转轴、底盘、方位轴等零件进行优化设计，使得寻北仪结构更加紧凑，缩小了体积，减轻了重量，便于携带。定位结构的设置提高了定位精度及非工作状态的可靠性，同时，降低了零件加工难度，缩短了装配、调试周期。本发明的寻北仪寻北速度快，稳定性高，可靠性好。

附图说明

图1为根据本发明的两位置寻北仪的结构示意图；

图2为根据本发明的编码器座的示意图；

图3为根据本发明的轴套的示意图；

图4为根据本发明的编码器支架的示意图；

图5为根据本发明的轴承压盖的示意图；

图6为根据本发明的方位转轴的示意图；

图7为根据本发明的定位结构的示意图；

图8为根据本发明的底盘的示意图；

图9为根据本发明的方位轴的示意图；

图10为根据本发明的水泡的示意图；

图11和图12分别为根据本发明的定位套筒的主视图和剖视图；

图13为根据本发明的导向套筒的示意图；

图14为根据本发明的导向套的示意图；

图15为根据本发明的压紧螺母的示意图；

图16为根据本发明的止推心轴的示意图；

图17为根据本发明的定位端盖的示意图；

图18为根据本发明的旋钮的示意图；

图19为根据本发明的钢球托的示意图；

图20为根据本发明的两位置定位的示意图。

图中：1、动调陀螺；2、光电编码器；3、编码器座；4、锁紧螺母；5、轴套；6、编码器支架；7、轴承压盖；8、角接触轴承；9、方位转轴；10、定位结构；11、底盘；12、方位轴；13、水泡；14、箱体；15、定位套筒；16、导向套筒；17、导向套；18、压紧螺母；19、止推心轴；20定位端盖；21、旋钮；22、外弹簧；23、内弹簧；24、钢球托；25、钢球。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的手动转位的两位置寻北仪做进一步详细的说明。

图1示出了根据本发明的两位置寻北仪，如图所示，根据本发明的两位置寻北仪包括动调陀螺1、光电编码器2、支架6、方位转轴9、定位结构10、底盘11、方位轴12、水泡13以及箱体14。

底盘11用于支撑整个两位置寻北仪，并将其固定于待连接的基座上。底盘的结构可以根据实际安装及其它条件进行具体设置。图8示出了根据本发明一个优选实施例的底盘结构。在本实施例中，底盘基本上为盘形结构。由于需要将方位轴12的第一端以及下面将描述的定位结构10中的定位套筒15固定到底盘上，因此，在底盘上设置有：用于容置方位轴12的第一端的圆形凹槽1002和相应的螺钉孔1003；用于容置定位套筒15的第一端的环形凹槽1001及相应的螺钉孔(未图示)。此外，可以理解的是，为了将底盘固定至待连接的基座上，还可以设置相应的连接孔(如图中的1004)。

如上面提到的，方位轴12的第一端固定于底盘11上，第二端垂直于底盘11向上延伸。方位轴用于实现对寻北仪相关结构(如光电编码器2)的固定和支撑，其结构与该相关结构的具体设置相关联。

方位转轴9可转动地套装于方位轴12上。箱体14套装固定于方位转轴9的外壁上，箱体14具有内腔，动调陀螺1安装于箱体14的内腔中。方位转轴9用于实现箱体及其内设置的动调陀螺1以及其他相关部件的转动。

水泡13安装于箱体14的外壁上。动调陀螺1安装于箱体14内部。初始调平水泡13时，以箱体14底面为基准，调平水泡13至图10所示。动调陀螺1的安装面与箱体14底面有平行度要求，保证调平水泡13时动调陀螺安装面水平。

编码器支架6套装固定于方位转轴9的外壁上，并位于箱体14的内腔中；光电编码器2支撑固定于编码器支架6上，并且光电编码器2的伸出轴固定连接至方位轴12的第二端。

定位结构10用于在方位转轴9绕着方位轴12转动至预定位置时，将方位转轴9锁定，并且在方位转轴9需要继续转动时，进行解锁。本发明的寻北仪为两位置寻北仪，其需要手动转动寻北仪，实现其在两个位置的动作。为此，当寻北仪转动至预定的位置时，需要将其进行定位。而当需要继续转动时，需要解除其锁定。在本发明的优选实施例中，定位结构安装在方位转轴的侧壁上。

为了实现方位转轴9在方位轴12上的可转动式套装。如图1所示，优选地，将方位转轴9通过两个角接触轴承8、8可转动地套装于方位轴12上。为了实现箱体14在方位轴上的支撑固定及可转动，在本实施例中，将箱体固定在方位转轴9，为此，如图6所示，方位转轴9的外壁上设置了顺序布置的第一台阶面92和第二台阶面93。方位转轴9以其第二台阶面93固定连接至箱体14的底部，实现对箱体的支撑固定。第一台阶面92用于对编码器支架6进行支持固定。

本发明中对箱体的详细结构不做具体限定，其可以根据实际情况进行设置。箱体应具有内腔，用于容置动调陀螺1、光电编码器2等部件。此外，为了实现箱体在方位转轴上的套装固定，箱体底壁上必然要设置相应的连接孔。此外，可以在箱体底面上设置凹入部，用于与方位转轴9的第二台阶面93配合。

如图9所示，方位轴12为台阶轴，其包括顺序布置且直径递减的第一轴段1201、第二轴段1202、第三轴段1203以及第四轴段1204。方位轴12的第一轴段1201通过螺钉固定连接至底盘11(具体为其上的原型凹槽1002)。光电编码器2的伸出轴固定连接至方位轴12的第四轴段1204。具体地，可以如图9所示地在第四轴段1204中设置中间连接孔1205(下面也提到)，将光电编码器2的伸出轴插入之后再通过螺钉将二者固定在一起。

如图6所示，方位转轴9的内腔包括直径较大的第一腔94和直径较小的第二腔95。方位转轴9以其第二腔95可转动地套装于方位轴12的第二轴段1202。

如图1所示，两个角接触轴承8、8上下叠置地套装于方位轴12的第三轴段1203上、并且两个角接触轴承8、8的外圈均与方位转轴9的第一腔94接触。

两位置寻北仪还包括编码器座3、两个锁紧螺母4、轴套5以及轴承压盖7。

方位转轴9的第一腔94与第二腔95之间形成有台阶面96。第四轴段1204设置有外螺纹，两个锁紧螺母4上下叠置地螺接于该第四轴段1204，并且该第四轴段1204设置有中间连接孔1205。两个角接触轴承8、8中，位于下面的为第一角接触轴承，位于上面的为第二角接触轴承，第一角接触轴承的内圈和外圈分别抵靠第二轴段1202和台阶面96。

轴套5套装于方位轴12的第三轴段1203，并且其两端分别抵接位于下面的锁紧螺母4以及第二角接触轴承的内圈。轴承压盖7包括法兰部701和压抵部702，轴承压盖7通过其法兰部701固定于方位转轴9的上端面上，其压抵部702位于方位转轴9的第一腔94中并抵压第二角接触轴承的外圈。

本发明中，轴套5以及轴承压盖7用于对第二角接触轴承的内圈和外圈进行止动限位。两个锁紧螺母4与方位轴12的第三轴段1203配合进一步对轴套5进行限位固定。轴套5的结构可参考图3。轴承压盖7的结构参考图5所示。

如图4所示，编码器支架6具有内空腔，且其顶面和底面分别具有第一连接孔601和第二连接孔602。当套装固定于方位转轴9的第一台阶面92上之后，该第二连接孔602的孔壁与方位转轴9的外壁接触。第一连接孔601用于实现方位轴与光电编码器2的伸出轴之间的连接。

编码器座3通过螺钉安装于编码器支架6的顶面上。光电编码器2通过螺钉安装于编码器座3的顶面上。光电编码器2的输出轴插设于方位转轴9的中间连接孔1205中，并通过螺钉固定。编码器座3可参考图2所示。

优选地，方位转轴9与箱体14之间设置有密封垫。方位转轴9与方位轴(12)之间设置有密封圈。

图7示出了本发明一个优选实施例中采用的定位结构10。如图所示，该定位结构包括定位套筒15、导向套筒16、导向套17、压紧螺母18、止推心轴19、定位端盖20、旋钮21、外弹簧22、内弹簧23、钢球托24以及钢球25。本发明中，定位结构布置在箱体底面与底盘之间。

为了配合该定位结构实现定位功能，本发明中，在方位转轴9的壁上设置有沿方位转轴9的轴向延伸的两个V型槽91、91，并且两个V型槽91，91之间的夹角为180度。设置两个V型槽的目的是为了实现寻北仪在两个位置的定位，也可以采用V型凹陷的沉孔，只要能实现定位目的即可。

定位套筒15套装于方位转轴9上，并且方位转轴9能够相对于定位套筒15转动。定位套筒15位于箱体14与底盘11之间，定位套筒15的第一端固定连接至底盘11，并且定位套筒15的壁上开设有贯通的台阶式定位孔1501，该台阶式定位孔1501的中心距离底盘11底面的距离与两个V型槽91、91的中心距离底盘11底面的距离相同。

由于方位转轴9要带动箱体及其内部的相关部件转动，因此，定位套筒15与方位转轴9之间的装配需满足使得方位转轴9能够相对于定位套筒15转动。本发明中，定位结构是固定不动的，仅在方位转轴带动寻北仪转动到预定的第一或第二个位置时，对其进行定位固定。因此，将定位套筒15的第一端固定连接至底盘11。此外，为了实现定位，在定位套筒15的壁上开设贯穿定位套筒15的壁的台阶式定位孔1501。该台阶式定位孔1501的中心距离底盘11底面的距离与两个V型槽91、91的中心距离底盘11底面的距离相同，以便后续的钢球能自该定位孔中部分地露出，并抵接在V型槽中，实现定位的目的。

本实施例中采用的定位套筒15的结构如图12所示。该定位套筒15包括圆筒部1502和连接法兰部1503。圆筒部1502用于与方位转轴9的套装配合，连接法兰部1503用于通过定位螺钉等将定位套筒15固定到底盘上。为此，可以理解的是，连接法兰部上需要设置相应的螺钉连接孔(未图示)。为了便于导向套17的定位以及钢球与前述的两个V型槽结合进行定位，在定位套筒15的侧壁上开设台阶式定位孔1501。

定位套筒15外壁上的凸台1504用于对后续将描述的导向套筒16进行定位。由于底盘的上的圆形凹槽1002的布置，环形凹槽1001与圆形凹槽1002之间会出现一个环形凸台，故在定位套筒15的内腔壁上设置相应的凹陷1505，这种结构布置也便于定位套筒15在底盘上的定位。

导向套筒16的第一端通过螺钉垂直地固定至定位套筒15的外壁，并且导向套筒16的内腔与定位套筒15壁上的定位孔1501的位置中心对应。

导向套筒16的结构如图13所示，其具有内腔，用于容置下面将描述的定位组件和外弹簧22。并且，为了实现定位结构对方位转轴9的准确定位，导向套筒16的内腔与定位套筒15壁上的定位孔1501应当中心对应。导向套筒16的第一端用于实现导向套筒16在定位套筒15壁上的固定，为此，在导向套筒16的第一端设置第一法兰部1601，以便于利用螺钉将其固定在定位套筒15的壁上。进一步如图12所示，在定位套筒15的壁上台阶式定位孔1501的外围设置平面凹槽1506。第一法兰部1601上的凹槽1602用于与定位套筒15外壁上的凸台1504配合。导向套筒16的第二端设置有第二法兰部1603，其上设置有螺纹孔1604，用于对定位端盖20进行固定。

导向套17具有中空腔，该中空腔的第一端为锥形卡口1701，第二端的腔壁上为螺纹段1702。导向套17的第一端的外形呈阶梯状，用于与定位套筒15的台阶式定位孔1501匹配。导向套17的具体结构布置如图14所示。锥形卡口用于卡住钢球25，并使其部分地露出，以便于与V型槽配合。螺纹段1702用于与定位端盖配合进行锁紧或解锁。导向套17的外壁上设置有台阶，用于与台阶式定位孔1501匹配进行定位。

钢球托24的第一端面设置有锥形止口2401。钢球托24用于支承钢球25。钢球托24的外径应保证其能在导向套的中空腔中移动。内弹簧23的一端抵接于钢球托24的第一端面上。钢球托24的结构可参考图19。

如图15所示，压紧螺母18包括T型布置的圆柱部1801和螺帽部1802。圆柱部1801的外表面设置有螺纹，用于与导向套17的螺纹段1702配合。螺帽部1802用于在压紧螺母18与导向套17装配后，对外弹簧22的第二端进行止挡。同时，螺帽部1802还用于对定位组件在导向套筒16中的移动进行导向。因此，螺帽部的外径应当与导向套筒16的内径相匹配。

当安装到位后，钢球25、钢球托24以及内弹簧23顺序地装配在导向套17的中空腔中。压紧螺母18的圆柱部1801与导向套17的螺纹段1702螺接，钢球25在内弹簧23的弹力作用下抵靠在锥形卡口1701和钢球托24的锥形止口2401上，并且钢球25部分地自导向套17的第一端突出。其中，钢球25、钢球托24、内弹簧23、压紧螺母18以及导向套17组装在一起构成定位组件。

定位组件整体装配在导向套筒16的内腔中。并且压紧螺母18的螺帽部1802的外周面与导向套筒16的内腔壁接触。外弹簧22套装在导向套17上，其两端分别与定位套筒15的外壁和螺帽部1802的内侧面(即朝向定位套筒15的一侧)接触。

如图16所示，止推心轴19包括依次布置的第一圆柱部1901、第二圆柱部1902、第三圆柱部1903以及第四圆柱部1904。其中，第二圆柱部1902的直径与导向套筒16内腔的直径匹配，以便对止推心轴19的移动进行导向。第三圆柱部1903的外壁上设置有螺纹，用于与定位端盖20的中心螺纹孔2001配合。第一圆柱部1901和第四圆柱部1904均为光轴，第一圆柱部1901用于对前述的定位组件施加推动力，其直径大小可根据实际情况进行设置。第四圆柱部1904用于与旋钮21安装固定。旋钮21的结构可参考图18。

定位端盖20通过螺钉连接至导向套筒16第二端的端面。定位端盖20具有中心螺纹孔2001，用于与止推心轴19第三圆柱部1903外壁上的螺纹配合。旋钮21的第一端具有直径与第四圆柱部1904的直径匹配的中心孔。定位端盖20的结构可参考图17。

当安装到位之后，止推心轴19的第一圆柱部1901和第二圆柱部1902容置于导向套筒16的内腔中，该第三圆柱部1903与中心螺纹孔2001配合，第四圆柱部1904自定位端盖20伸出并套装有旋钮21。并且该第四圆柱部1904与旋钮21的第一端之间进一步通过螺钉固定。

当定位结构处于定位状态时，止推心轴19的第一圆柱部1901抵压定位组件的压紧螺母18，外弹簧22被压缩，导向套17的第一端抵接在定位套筒15的台阶式定位孔1501中，并且钢球25的伸出于导向套17的部分卡接于方位转轴9相应的V型槽中。

优选地，在导向套筒16的第二端与定位端盖20之间设置有密封垫。

在本优选实施例中，定位结构10以定位套筒15为基准，导向套筒16安装于定位套筒15侧壁。钢球25位于导向套17前端锥形止口处，钢球25后部依次为钢球托24、内弹簧23、压紧螺母18，上述四个零件组成定位组件。拧紧压紧螺母18，压缩内弹簧23，钢球托24与钢球25在弹力作用下压紧在导向套17锥形止口处。导向套17外为外弹簧22，压紧螺母18后为止推心轴19，止推心轴19与定位端盖20螺纹连接，定位端盖20安装于导向套筒16，止推芯轴19与旋钮21通过螺纹销连接。方位转轴9的两个V型槽呈180°分布，加工精度要求高，定位结构10的钢球25伸出端与V型槽压紧，实现定位，如图20所示。

本发明的定位结构，能够减小转位误差，保证转位精度。通过调平水泡13保证动调陀螺安装面水平，减小寻北误差。方位轴位于箱体14的回转中心，动调陀螺1安装于箱体内部的一侧，光电编码器2位于方位轴顶端，定位结构10位于方位轴12一侧。底盘11固定，扳动箱体14带动动调陀螺1旋转，手动转位至第一定位点，光电编码器进行测量，确定转位精度在规定的范围内时，动调陀螺开始工作，至第二定位点同理；动调陀螺结束工作，通过解算计算出初始方位角。寻北仪结构示意图如图1所示。

根据本发明的定位结构的工作原理：定位结构存在两种定位模式，逆时针旋转旋钮21，带动止推芯轴19后退，外弹簧22的弹力推动定位组件后退，钢球25跟着回移，不伸出定位套筒15的台阶式定位孔1501。此时，定位结构10失去定位功能。可以手动转动箱体进行大范围转动。反之，顺时针旋转旋钮21，推动止推芯轴19前进，进而压紧定位组件，钢球25自定位套筒15的台阶式定位孔1501突出。此时，外弹簧22压紧，定位结构10可精确定位。手动转位时，方位转轴9的V型槽在外扭矩作用下挤压钢球25后退，内弹簧23再次压缩；旋转到位后，由于内弹簧的弹力作用，推动钢球托24，进而钢球25自动弹出，实现定位。

根据本发明的手动转位的两位置寻北仪的工作过程如下：

首先，将底盘11固定于固定座上，调整固定座至水泡13水平，同时调整定位结构10至定位模式。此时，方位轴12、定位结构10、光电编码器2伸出轴相对底盘11固定。而方位转轴9可自由旋转，箱体14(含动调陀螺1和水泡13)随之旋转，带动编码器支架6、编码器座3旋转，进而带动光电编码器2的法兰旋转。

接下来，扳动箱体14，手动转位至第一定位点，钢球25自动弹出压紧V型槽。光电编码器2进行测量，确定转位精度在规定的范围内时，动调陀螺开始工作。待动调陀螺完成采集，将箱体14转至第二位置，至第二定位点同理。动调陀螺结束工作，通过解算计算出初始方位角，完成寻北。

在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，包括动调陀螺(1)、光电编码器(2)、编码器支架(6)、方位转轴(9)、定位结构(10)、底盘(11)、方位轴(12)、水泡(13)、箱体(14)，其中，

底盘(11)用于支撑所述两位置寻北仪并将其固定于待连接的基座上；

方位轴(12)的第一端固定于底盘(11)上，第二端垂直于底盘(11)向上延伸；

方位转轴(9)可转动地套装于方位轴(12)上；

箱体(14)套装固定于方位转轴(9)的外壁上，箱体(14)具有内腔，动调陀螺(1)安装于箱体(14)的内腔中；水泡(13)安装于箱体(14)的外壁上；

编码器支架(6)套装固定于方位转轴(9)的外壁上，并位于箱体(14)的内腔中；光电编码器(2)支撑固定于编码器支架(6)上，并且光电编码器(2)的伸出轴固定连接至方位轴(12)的第二端；

定位结构(10)用于在方位转轴(9)绕着方位轴(12)转动至预定位置时，将方位转轴(9)锁定，并且在方位转轴(9)需要继续转动时，进行解锁。

2.根据权利要求1所述的手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，定位结构(10)包括定位套筒(15)、导向套筒(16)、导向套(17)、压紧螺母(18)、止推心轴(19)、定位端盖(20)、旋钮(21)、外弹簧(22)、内弹簧(23)、钢球托(24)、钢球(25)，其中，

方位转轴(9)的壁上设置有沿方位转轴(9)的轴向延伸的两个V型槽(91，91)，两个V型槽(91，91)之间的夹角为180度；定位套筒(15)套装于方位转轴(9)上，并且方位转轴(9)能够相对于定位套筒(15)转动，定位套筒(15)位于箱体(14)与底盘(11)之间，定位套筒(15)的第一端固定连接至底盘(11)，并且定位套筒(15)的壁上开设有贯通的台阶式定位孔(1501)，该台阶式定位孔(1501)的中心距离底盘(11)底面的距离与两个V型槽(91，91)的中心距离底盘(11)底面的距离相同；

导向套筒(16)的第一端通过螺钉垂直地固定至定位套筒(15)的外壁，并且导向套筒(16)的内腔与定位套筒(15)壁上的定位孔(1501)的位置中心对应；

导向套(17)具有中空腔，该中空腔的第一端为锥形卡口(1701)，第二端的腔壁上为螺纹段(1702)；导向套(17)的第一端呈阶梯状，用于与定位套筒(15)的台阶式定位孔(1501)匹配；钢球托(24)的第一端面设置有锥形止口(2401)，其能够在导向套的中空腔中移动；压紧螺母(18)包括T型布置的圆柱部(1801)和螺帽部(1802)，圆柱部(1801)的外表面设置有螺纹，用于与导向套(17)的螺纹段(1702)配合，螺帽部的外径与导向套筒(16)的内径匹配；当安装到位后，钢球(25)、钢球托(24)以及内弹簧(23)顺序地装配在导向套(17)的中空腔中，压紧螺母(18)的圆柱部(1801)与导向套(17)的螺纹段(1702)螺接，钢球(25)在内弹簧(23)的弹力作用下抵靠在锥形卡口(1701)和钢球托(24)的锥形止口(2401)上，并且钢球(25)部分地自导向套(17)的第一端突出，其中，钢球(25)、钢球托(24)、内弹簧(23)、压紧螺母(18)以及导向套(17)组装在一起构成定位组件；

定位组件整体装配在导向套筒(16)的内腔中；外弹簧(22)套装在导向套(17)上，其两端分别与定位套筒(15)的外壁和螺帽部(1802)的内侧面接触；

止推心轴(19)包括依次布置的第一圆柱部(1901)、第二圆柱部(1902)、第三圆柱部(1903)以及第四圆柱部(1904)，其中，第二圆柱部(1902)的直径与导向套筒(16)的内腔的直径匹配；第三圆柱部(1903)的外壁上设置有螺纹；定位端盖(20)通过螺钉连接至导向套筒(16)第二端的端面，定位端盖(20)具有中心螺纹孔(2001)，用于与止推心轴(19)第三圆柱部(1903)外壁上的螺纹配合；旋钮(21)的第一端具有直径与第四圆柱部(1904)的直径匹配的中心孔；当安装到位之后，止推心轴(19)的第一圆柱部(1901)和第二圆柱部(1902)容置于导向套筒(16)的内腔中，该第三圆柱部(1903)与中心螺纹孔(2001)配合，第四圆柱部(1904)自定位端盖(20)伸出并套装有旋钮(21)，并且该第四圆柱部(1904)与旋钮(21)的第一端之间进一步通过螺钉固定；

当定位结构处于定位状态时，止推心轴(19)的第一圆柱部(1901)抵压定位组件的压紧螺母(18)，外弹簧(22)被压缩，导向套(17)的第一端抵接在定位套筒(15)的台阶式定位孔(1501)中，并且钢球(25)的伸出于导向套(17)的部分卡接于方位转轴(9)相应的V型槽中。

3.根据权利要求2所述的手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，导向套筒(16)的第二端与定位端盖(20)之间设置有密封垫。

4.根据权利要求1所述的手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，

方位转轴(9)通过两个角接触轴承(8，8)可转动地套装于方位轴(12)上，并且方位转轴(9)的外壁上具有顺序布置的第一台阶面(92)和第二台阶面(93)；方位转轴(9)以其第二台阶面(93)固定连接至箱体(14)的底部；编码器支架(6)套装固定于第一台阶面(92)上。

5.根据权利要求4所述的手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，

方位轴(12)为台阶轴，其包括顺序布置且直径递减的第一轴段(1201)、第二轴段(1202)、第三轴段(1203)以及第四轴段(1204)；方位轴(12)的第一轴段(1201)通过螺钉固定连接至底盘(11)；光电编码器(2)的伸出轴固定连接至方位轴(12)的第四轴段(1204)；

方位转轴(9)的内腔包括直径较大的第一腔(94)和直径较小的第二腔(95)；方位转轴(9)以其第二腔(95)可转动地套装于方位轴(12)的第二轴段(1202)；

两个角接触轴承(8，8)上下叠置地套装于方位轴(12)的第三轴段(1203)上、并且两个角接触轴承(8，8)的外圈均与方位转轴(9)的第一腔(94)接触。

6.根据权利要求5所述的手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，

所述两位置寻北仪还包括编码器座(3)、两个锁紧螺母(4)、轴套(5)以及轴承压盖(7)，其中，

方位转轴(9)的第一腔(94)与第二腔(95)之间形成有台阶面(96)，方位轴(12)的第四轴段(1204)设置有外螺纹，两个锁紧螺母(4)上下叠置地螺接于该第四轴段(1204)，并且该第四轴段(1204)设置有中间连接孔(1205)；两个角接触轴承(8，8)中，位于下面的为第一角接触轴承，位于上面的为第二角接触轴承，第一角接触轴承的内圈和外圈分别抵靠第二轴段(1202)和台阶面(96)；

轴套(5)套装于方位轴(12)的第三轴段(1203)，并且其两端分别抵接位于下面的锁紧螺母(4)以及第二角接触轴承的内圈；轴承压盖(7)包括法兰部(701)和压抵部(702)，轴承压盖(7)通过其法兰部(701)固定于方位转轴(9)的上端面上，其压抵部(702)位于方位转轴(9)的第一腔(94)中并抵压第二角接触轴承的外圈；

编码器支架(6)具有内空腔，且其顶面和底面分别具有第一连接孔(601)和第二连接孔(602)，当套装固定于方位转轴(9)的第一台阶面(92)上之后，该第二连接孔(602)的孔壁与方位转轴(9)的外壁接触；

编码器座(3)通过螺钉安装于编码器支架(6)的顶面上，光电编码器(2)通过螺钉安装于编码器座(3)的顶面上，光电编码器(2)的输出轴插设于方位转轴(9)的中间连接孔(1205)中，并通过螺钉固定。

7.根据前述权利要求中任一项所述的手动转位的两位置寻北仪，其特征在于，方位转轴(9)与箱体(14)之间设置有密封垫，方位转轴(9)与方位轴(12)之间设置有密封圈。