CN1165949A - 缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法 - Google Patents

Abstract

一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法属于陀螺罗盘制造技术领域，其特征在于：在其灵敏部与陀螺仪底座，或与支架之间，或分别与两者之间加设一个其轴线与悬挂带中心线同轴且铅垂并通过灵敏部重心以便使其只能绕铅垂线摆动的小摩擦系数的轴承如宝石轴承，或无机械摩擦的磁悬浮轴承，它具有可成倍地缩短摆动周期、提高测量精度、延长陀螺仪使用寿命的优点，同时，还给出了这种单自由度陀螺仪的11个不同的结构。

Description

缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法

一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，属于陆地上使用的应用地球旋转指示水平面内北向的旋转式陀螺仪制造技术领域。

应用地球旋转指示水平面内北向的旋转式陀螺仪有两个类型：一种是利用速率陀螺的原理在不同的方位上测量地球自转角速度的分量，然后计算出地球自转角速度的方位，从而确定子午线的方位；第二种是在地球自转产生的陀螺力矩作用下，其陀螺转子轴向子午线趋近，绕子午线摆动，从而确定北向。目前，广泛应用于陆地工程测量中测定北向的两自由度摆式陀螺罗盘属于第二种，其基本结构见图1，它包括：由陀螺转子10、陀螺房壳9、悬挂柱6、下夹头5、导流丝4、悬挂带3、底盘13为主构成的陀螺仪灵敏部，由悬挂架7、支架8、底座16为主构成的陀螺仪的外框架，由锁紧限幅环11、限幅销钉12、托盘17、凸轮19、滑轴25、滑轴座22、弹簧23、弹簧上座26、弹簧下座24、限位销轴27、钢球座15、钢球18、防磁罩14、软垫28及图3中的手轮44、轴46、锥销45为主构成的锁紧限幅机构，由上夹头体1、上夹头套2、压板32为主构成的上夹头以及由目镜及分划板29、照明灯及棱镜31、反光镜30构成的陀螺仪光学系统，连接花盘20、连接罗套21把陀螺仪外框架与经纬仪并经经纬仪三角架与地球表面连接并固定。该灵敏部由悬挂带3经上夹头夹紧并悬挂在悬挂架7的上端，也即悬挂在外框架上。锁紧限幅机构可以托起、锁紧陀螺仪灵敏部并限制其摆动幅度；导流丝4可向陀螺转子马达供电；光学系统可用于观察该灵敏部的摆动状况。两自由度摆式陀螺罗盘寻北的基本原理是靠地球自转产生的陀螺力矩使陀螺仪灵敏部的重心偏离铅垂线以产生重力矩，再由重力矩产生的进动使转子轴向子午线趋近，绕子午线作椭圆周期运动，从而达到确定子午线方位的目的。为确保使陀螺仪指北，必须由制造保证悬挂带中心线延长线与转子轴垂直相交，再调整陀螺仪灵敏部重心位置使其在悬挂带中心线的延长线上，而且，当陀螺马达静止并使陀螺仪灵敏部处于自由悬挂状况时，悬挂带中心线应为铅垂线即垂直于连接花盘20与经纬仪相结合的平面。这种两自由度摆式陀螺罗盘是目前陆地工程测量领域使用最广泛、精度最高的一种测绘仪器，但不足之处是其陀螺转子轴绕子午线的椭圆周期运动的摆动周期长，其周期T1的计算公式如下： $T_1=2\mathrm{\π}\sqrt{\frac{H}{{\mathrm{\ω}}_e\mathrm{PaCOS\φ}}}$

其中，H：陀螺转子自转角动量；

ω_e：地球自转角速度；

P：陀螺仪灵敏部的重量；

a：悬挂点到陀螺仪灵敏部重心的距离；

φ：测量点地理纬度。

若以广泛应用的某种两自由度摆式陀螺罗盘在中纬度地区的测量为例，周期T₁约为8分钟，由于其摆动周期长，定向时间随之增加，为了提高定向速度，往往只测取转子轴椭圆周期运动中的1/2或1/4周期，再依此计算真北方向，但却降低了测量精度，且由于摆动周期长，也相应地延长了陀螺马达的工作时间，使其温升增高，这也会降低测量精度及仪器使用寿命。德国专利DS 2057815曾公开了一种消除悬挂带扭矩的陀螺支承技术，它把陀螺仪灵敏部用悬挂带悬挂在可绕外框架上的垂直轴旋转的中间框架上，在其灵敏部上、下侧与中间框架之间，各加设一个双排球、有三个轴承圈的球轴承，使其灵敏部与中间框架同步旋转以消除悬挂带作用在灵敏部上的扭矩。在这种结陶中，不可能由陀螺力矩来启动球轴承转动，一般需要由外力矩来使中间轴承圈摆动或振动。由此可见，无论在发明目的及技术方案上它都与本申请文件不同。

本发明的目的在于提供一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，并由此给出了多种结构的测量速度快、精度高、使用寿命长的单自由度陀螺罗盘。

本发明的特征在于：在以陀螺转子10、陀螺房壳9、底盘13、悬挂柱6、下夹头5、导流丝4、悬挂带3为主构成的两自由度摆式陀螺仪灵敏部与底座16之间、或与悬挂架7、支架8之间、或分别与它们两者之间加设一个其轴线与悬挂带中心线同轴且铅垂于连接花盘20与经纬仪结合的平面，而且又和陀螺仪转子轴垂直相交并通过该灵敏部重心以便使该灵敏部只能绕铅垂线转动，从而缩短陀螺罗盘摆动周期的无机械摩擦的斥力型的磁悬浮轴承，也可按上述同样方式只在该灵敏部与底座16之间加设一个具有同样要求的小摩擦系数的宝石轴承。当同时在该灵敏部与底盘16以及悬挂架7、支架8之间各加设一个磁悬浮轴承时，其上、下磁悬浮轴承的轴线必须同轴且铅垂于连接花盘20与经纬仪结合的平面，同时，其上、下磁悬浮轴承的轴线在水平方向的位置是固定的，而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可以是固定的，也可以是可调的。当在该灵敏部与底座16之间加设一个磁悬浮轴承或宝石轴承时，它们的轴线在水平方向的位置是固定的，而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置则可以是固定的，也可以是可调的；但当它们的轴线在水平方向的位置可调时，则悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置应是固定的。另外，当在该灵敏部与悬挂架7、支架8之间加设一个磁悬浮轴承时，该轴承的轴线在水平方向的位置固定时，悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可以是可调也可以是固定的；但当该轴线在水平方向的位置可调时，则悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置应是固定的。以上所述的上磁悬浮轴承是由紧套在悬挂柱6上的永磁体材料的上轴套34以及套嵌在悬挂架7或支架8内的永磁体材料的上轴瓦35构成。当上轴瓦35在水平方向有间隙可移动地套嵌在支架8之内且在其上端面用可活动的压紧螺套50经压紧套51压紧时，只要向上移动压紧套51便可使上磁悬浮轴承的轴线在水平方向的位置可调。当下磁悬浮轴承由与底盘13相套嵌并同轴且铅垂的支承轴36、紧套于其上的永磁体材料的下轴套41以及套嵌在和底座16相连的下轴瓦座39上的永磁体材料的下轴瓦42构成时，该轴承的轴线在水平方向的位置便是固定的；但若该轴承是由上述支承轴36、紧套在其上的永磁材料的下轴套41以及紧套在轴瓦罩55内放置在下轴承座39上平面上其水平方向的位置可移动的永磁体材料的下轴瓦42构成时，该轴承的轴线在水平方向的位置便是可调的。当所述的宝石轴承是由与下轴瓦座39同轴相嵌且铅垂的支承轴36、滑套在其上且嵌入底盘13下部且被压紧的宝石做的下轴瓦42组成时，该轴承的轴线在水平方向的位置便是固定的；但当该轴承由与底盘13同轴相嵌且铅垂的支承轴36、滑套于支承轴上且套在轴瓦罩55内一起放在下轴瓦座39上平面上水平方向位置可移动的宝石材料的下轴瓦42构成时，该轴承的轴线在水平方向的位置便是可调的。

本发明的原理在于：在陀螺仪灵敏部纵轴向加设轴承约束，使陀螺仪灵敏部只能绕铅垂轴转动，这样，使陀螺转子轴在水平面内摆动时，其重心不会偏离铅垂线，不会产生由重力矩而引起的进动，而是只靠地球自转所产生的陀螺力矩使转子轴在水平面内向子午线趋近并绕子午线摆动，从而确定子午线方向，这种陀螺罗盘即为本申请文件中所提出的单自由度陀螺罗盘。这种约束就是符合本发明所提出的条件的磁悬浮轴承或宝石轴承。这些条件保证了陀螺罗盘工作时所设轴承的轴线为铅垂线且与悬挂带中心线同轴，并与陀螺转子轴垂直相交且通过灵敏部重心，又由于陀螺仪灵敏部的重力是由悬挂带来承受的，从而使所设的轴承在陀螺罗盘工作时不承受灵敏部的重力，也不承受由于不同轴等位置误差所产生的附加径向力，而只承受由地球自转而产生的陀螺力矩的径向分力矩的压力。更由于磁悬浮轴承不存在机械摩擦，宝石轴承的摩擦系数也很小，从而使陀螺仪灵敏部在陀螺罗盘工作时轴承所受到的摩擦力矩小于地球自转产生的使转子轴向子午线趋近的陀螺力矩的轴向分力矩，以达到使该灵敏部只能绕铅垂线转动的目的，使本发明所提出的研制单自由度陀螺罗盘的各种构想才有了实现的可能性。

试验证明：本发明所提出的方法可以达到缩短摆动周期的目的。

为了在下面结合实施例对本发明作更详尽的描绘，现把本申请文件所使用的附图编号及名称简介于下：

图1：两自由度摆式陀螺罗盘的纵剖视图；

图2：分别在陀螺仪灵敏部与底座16和支架8之间加设一个磁悬浮轴承时所构成的单自由度陀螺罗盘的纵剖视图；

图3：图2所示的单自由度陀螺罗盘其灵敏部以下部分过陀螺仪纵轴线所作的纵剖视图；

图4：悬挂带上夹头中心线水平位置调整装置的横剖视图；

图5：斥力型磁悬浮轴承原理结构图；

图6：在陀螺仪灵敏部与支架8之间加设一个其轴线在水平方向的位置可调的上磁悬浮轴承、而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘灵敏部以上部分的纵剖视图；

图7：在陀螺仪灵敏部与悬挂架7之间加设一个其轴线在水平方向的位置固定的上磁悬浮轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘灵敏部以上部分的纵剖视图；

图8、9：在陀螺仪灵敏部与和底座16相连的下轴瓦座39之间加设一个其轴线位置在水平方向可调的宝石轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘灵敏部以下部分过凸轮轴线和垂直于凸轮轴线二个不同方向的纵剖视图；

图10：在陀螺仪灵敏部与和底座16相连的下轴瓦座39之间加设一个其轴线位置在水平方向固定的宝石轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向位置可以是固定或可调的单自由度陀螺罗盘灵敏部以下部分的纵剖视图；

图11：陀螺仪灵敏部与和底座16相连的下轴瓦座39之间加设一个其轴线位置在水平方向固定的宝石轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的或可调的单自由度摆式陀螺罗盘的灵敏部以下部分的纵剖视图。

实施例：

1.图2是在陀螺仪灵敏部与悬挂架7、支架8以及和底座16相连的下轴瓦座39之间各加设一个其轴线位置在水平方向固定的磁悬浮轴承但悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可调的单自由度陀螺罗盘的纵剖视图，图3是其灵敏部以下部分的另一个方向的纵剖视图。当后者位置固定时，不再说明。

它含有：由夹紧悬挂带3上端的上夹头体1、压板32、紧套于其外的上夹头套2和一些穿过悬挂架7与上夹头套2中的间隙而沿前者径向配置的紧定螺钉33构成的悬挂带上夹头中心线水平方向位置调整装置，由陀螺转子10、与其相连的陀螺房壳9、与前者螺钉连接的悬挂柱6(见图1)、用螺钉固定在悬挂柱6中用以夹紧悬挂带3下端的下夹头5(见图1)、与悬挂柱6用垫圈绝缘的导流丝4、紧套于陀螺房壳9底部且一侧带有嵌入限幅锁紧环11内的限幅销钉12的底盘13、以及悬挂带3共同构成的陀螺仪灵敏部，由悬挂架7、与其相连的支架8、固定安装于支架8底部的底座16构成的外框架，由套在悬挂柱6上的上轴套34、套于其外且固定于悬挂架7和支架8之间的上轴瓦35组成的磁悬浮轴承及固定于支架8内侧的隔磁垫43，由与底盘13同轴相嵌的支承轴36、下轴套41、下轴瓦42组成的磁悬浮轴承及与底座16相连的下轴瓦座39和其上的防磁罩14等辅件，由固定于支架8上的限幅锁紧环11、一侧带有软垫28的托盘17、经穿过下轴瓦座39的四个螺钉37、隔套38与托盘17相连的钢球座15、位于其下的钢球18、受压于钢球座15和下轴瓦座39之间的弹簧23、与钢球18相压的凸轮19、从左、右两侧经锥销45与凸轮19相连的轴46及左、右手轮44组成的陀螺仪灵敏部锁紧限幅装置以及与经纬仪相连的连接花盘20和连接螺套21及底盖40。其中，磁悬浮轴承的结构见图5。轴套和轴瓦均轴向磁化但极性相反，而灵敏部上、下两个轴套的磁化方向应相同；也可采用径向磁化且效果更好。顺时针转动左或右手轮44便可通过轴46、锥销45使凸轮19转动，使钢球座15上移，在克服弹簧23压力后便带动托盘17去推动底盘13缓慢上升，锁紧陀螺仪灵敏部；反之，在弹簧23作用下托盘17下移，便放下底盘13，使灵敏部由悬挂带3悬挂。

在制造时把支架8、底座16、下轴瓦座39的组合体一次装夹中完成上、下轴承座孔的最终精加工就可保证上、下轴承座孔轴线的同轴度及其连线对连接花盘20与经纬仪安装结合面的垂直度。此时，只要事先调整好悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置使其处于轴承轴线延长线上，则在工作状态下，只要调平仪器即可保证轴承轴线、悬挂带中心线同轴且连线为铅垂线。

若悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定时，则应由制造保证悬挂带上夹头中心线处于轴承轴线延长线上，下同。

2.陀螺仪灵敏部与支架8之间有一个其上轴瓦35的轴线在水平方向的位置可调的磁悬浮轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘，其灵敏部以上部分的纵剖视图见图6，它的关键部分含有：由固套在悬挂柱6上的上轴套34、套在其外且轴线可在支架8上端面座孔中沿水平方向可移动的上轴瓦35组成的磁悬浮轴承，压在上轴瓦35上且在外圆上开槽的压紧套51，与悬挂架7内螺纹连接且压住压紧套51的压紧螺套50，插入其一侧缺口处且压在压紧螺套50上用螺柱48固定的防松垫片49以及固定在支架8内侧的隔磁垫43，另外，还有上罩壳47。

在调整时先调平仪器，松开螺柱48，再取出防松垫片49，松开压紧螺套50，从槽口处托起压紧套51，陀螺仪灵敏部便会在重力作用下摆动，同时带动上轴瓦35在水平方向上浮动，直至悬挂带中心线、上轴承轴线、陀螺仪灵敏部的轴线三轴线共线且为铅垂线后，再拧紧压紧螺套50，以便使压紧套51压住上轴瓦35，固定住上轴承的轴线位置。在测量时，只要调平仪器，就能使悬挂带中心线、上轴承中心线共轴且为铅垂线。

3.陀螺仪灵敏部与支架7之间有一个上轴瓦35固定的磁悬浮轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘，其灵敏部以上的纵向剖视图见图7.当后者位置可调时不再说明，见图4。

它的关键部分含有：由固套于悬挂柱6上的上轴套34、套于其外且固定在悬挂架7内的上轴瓦35组成的磁悬浮轴承，用螺钉依次固定在悬挂架7下端面上的压紧底板52及隔磁垫43。

由机加工保证悬挂带上夹头中心线处于上轴承线的延长线上，在工作时，只要调平仪器即可保证上轴承的轴线、悬挂带中心线同轴且同为铅垂线。

4.陀螺仪灵敏部与底座16之间有一个滑套在支承轴36上的下轴瓦42，其轴线在水平方向的位置可以浮动的宝石轴承，但悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘，其灵敏部以下部分的两个不同方向的纵剖视图见图8和图9。

它含有：与底盘13同轴相连的支轴承36、滑套于其上的宝石材料的下轴瓦42、紧套于其上的轴瓦罩55、与前者相套且留有间隙的上压板53、支撑并松套在上压板53上的下轴瓦座39、滑套于其外且带有防磁罩14和软垫28的托盘17、经穿过下轴瓦座39的四个双头螺栓54、螺母59、垫圈60而与上压板53相连的连接板61、与下轴瓦座39内下侧螺纹连接的底盖40、经二个双头螺栓54与连接板61相连的钢球座15、位于其下的钢球18、顶住钢球18的凸轮19、经销锥45和凸轮轴相连的轴46和左手轮44以及从右侧经嵌在托盘17槽内并经螺钉37与托盘17固定且带滑槽的上、下滑块58、57再与凸轮轴另一端相滑套的曲轴56、右手轮44，还有轴用钢丝挡圈62、垫块63，其中，右手轮44控制陀螺仪灵敏部升降而左手轮44则控制下轴瓦位置的浮动和锁紧。顺时针方向旋转左手轮44便可经锥销45带动凸轮19作相应转动，钢球座15经双头螺栓54带动连接板61压缩弹簧23缓缓上升，连接板61经穿过下轴瓦座39的双头螺栓54使上压板53上提，则上压板53脱开轴瓦罩55，宝石轴承的轴线便可在水平方向的位置上浮动，待该轴线与悬挂带上夹头中心线同轴且成铅垂线，便可逆时针转动左手轮44，上压板53压住轴瓦罩55，把下轴瓦42固定。在工作时，只要调平仪器，即可逆时针方向旋转右手轮44使灵敏部脱开锁紧装置而悬挂起来，只能绕呈铅垂线的悬挂带中心线摆动。这是因为：右手轮44顺时针旋转时，便经曲轴56上的下滑块57托起托盘17并使其缓缓上升，底盘13便缓慢上移，锁紧该灵敏部；反之，则使灵敏部解锁，进入工作状态。

5.陀螺仪灵敏部与底座16之间有一个其轴套固定在支承轴36上且其下轴瓦42的轴线在水平方向的位置可以浮动的磁悬浮轴承，但悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定的单自由度陀螺罗盘，只要把图8、图9中的宝石轴承用一个斥力型的磁悬浮轴承代替即可，其余结构如实施例4所示。6.陀螺仪灵敏部与底座16之间有一个下轴瓦42固定的宝石轴承，而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可调的单自由度陀螺罗盘，其悬挂带以下部分的纵剖视图见图10，其悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可调的装置的横剖视图见图4。

它含有：同轴地相嵌在底盘13底部的宝石材料的下轴瓦42、可在下轴瓦42内同轴滑动的支承轴36、与其同轴滑动的下轴瓦座39与和支承轴36固连且在下轴瓦座39内滑动的滑套64、凸轮19、从左侧横穿滑套64且经锥销45与凸轮轴连接的轴46及与其相连的左手轮44、由螺钉37与托盘17固定且带滑槽的上、下滑块58、57、穿过滑套64从右侧与凸轮轴相滑套的曲轴56及右手轮44、与凸轮19底部接触的钢球18、从下托住钢球18且与滑套64下端螺纹连接的钢球座15、与下轴瓦座39内下侧螺纹连接的弹簧下座24以及介于弹簧下座24和钢球座15之间的弹簧23。只要顺时针方向旋转左手轮44便可带动凸轮19经钢球18使钢球座15带动滑套64沿下轴瓦座39内孔下移，克服弹簧23的弹力使支承轴36缓慢下移，直到其从下轴瓦42中脱出，此时，便可测定无轴承约束时陀螺仪灵敏部的自摆周期；反之，则恢复原状。右手轮44的作用已如上述。

若悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可调并使其与下轴承的轴线同轴，则在工作状态时，调平仪器，使支承轴36进入下轴瓦42内，便可使该灵敏部只能绕悬挂带中心线摆动。

在本例中，悬挂带上夹头中心线在水平面上的位置也可以是固定的，其结构不再说明。

7.陀螺仪灵敏部与底座16之间有一个下轴瓦42固定的宝石轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定或可调的单自由度陀螺罗盘，其灵敏部以下部分的纵剖视图见图11。

它含有：同轴相嵌在底盘13底部的支承轴36、滑套于其上的宝石材料的下轴瓦42、紧套于下轴瓦42和轴瓦罩55外的下轴瓦座39、经穿过下轴瓦座39的隔套38、螺钉37与托盘17相连的钢球座15、扣于其下的钢球18、受压于下轴瓦座39与钢球座15之间的弹簧23以及从左、右两侧穿过下轴瓦座39并经锥销45与凸轮轴相连的轴46及左、右手轮44。顺时针旋转左或右手轮44便可锁紧灵敏部，反之，陀螺灵敏部便可在宝石轴承约束下进入工作状态。通过制造或调整来保证悬挂带上夹头中心线与宝石轴承的轴线同轴且为铅垂线，使灵敏部只能绕悬挂带3摆动。

8.陀螺仪灵敏部与底座16之间有一个下轴瓦42固定的磁悬浮轴承而悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置固定或可调的单自由度陀螺罗盘，其灵敏部以下部分的纵剖视图请见图2。

上面八种结构图按照采用磁悬浮轴承或宝石轴承来分可得出十一个类型，它们绕子午线摆动的周期皆可用下式计算：其周期 $T_2=2\mathrm{\π}\sqrt{\frac{A}{H{\mathrm{\ω}}_e\mathrm{COS\φ}}}$ ，A为陀螺仪转子绕铅垂轴的转动惯量，H为陀螺转子自转角动量，ω_e、φ的内容与前述相同，若地球自转角速度ω_e、测量点地理纬度φ相同，则单自由度陀螺罗盘绕子午线的摆动周期T₂为20余秒，仅为两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期T₁的二十分之一左右，因而，其测量速度快，每次测量比现有的两自由度摆式陀螺仪可以多测几个周期，也有利于精度的提高和陀螺仪寿命的延长。

Claims (10)

1.一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：在以陀螺转子(10)、陀螺房壳(9)、底盘(13)、悬挂柱(6)、下夹头(5)，导流丝(4)、悬挂带(3)为主构成的两自由度摆式陀螺仪灵敏部与底座(16)之间、或与悬挂架(7)、支架(8)之间，或分别与它们两者之间加设一个其轴线与悬挂带中心线同轴且铅垂于连接花盘(20)与经纬仪结合的平面而又和陀螺仪转子轴垂直相交并通过该灵敏部重心以便该灵敏部只能绕铅垂线摆动，从而缩短陀螺罗盘摆动周期的无机械摩擦的斥力型的磁悬浮轴承，也可按上述同样要求只在该灵敏部与底座(16)之间加设一个小摩擦系数的宝石轴承。

2.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的在该灵敏部与悬挂架(7)或支架(8)之间所加设的上磁悬浮轴承由紧套在悬挂柱(6)上的永磁体材料做的上轴套(34)以及位于它们与悬挂架(7)或支架(8)之间的永磁体材料做的上轴瓦(35)组成。

3.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的在该灵敏部与底盘(16)之间所加设的下磁悬浮轴承可以由与底盘(13)同轴相嵌且铅垂的支轴承(36)、紧套于其上的永磁体做的下轴套(41)以及位于它们与和底座(16)相连的下轴瓦座(39)之间的永磁体做的下轴瓦(42)组成，也可以由上述支承轴(36)、紧套在其上的永磁体做的下轴瓦(42)及罩在其上并可一起水平移动的轴瓦罩(55)组成。

4.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：在该灵敏部与底盘(16)之间所加设的宝石轴承可以由与底盘(13)同轴相嵌且铅垂的支承轴(36)、滑套于其上的宝石做的下轴瓦(42)以及罩在其上并可一起水平移动的轴瓦罩(55)组成，也可以由与和底座(16)相连的下轴瓦座(39)同轴相嵌且铅垂的支承轴(36)、滑套在其上且嵌入底盘(13)下部且被压紧的宝石做的下轴瓦(42)组成。

5.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的分别在该陀螺仪灵敏部与底座(16)以及悬挂架(7)、支架(8)之间加设一个磁悬浮轴承的方法，其上、下磁悬浮轴承的轴线必须同轴且铅垂于连接花盘(20)与经纬仪相结合的平面上。

6.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的分别在该陀螺仪灵敏部与底座(16)以及悬挂架(7)、支架(8)之间加设一个磁悬浮轴承的方法，其上、下磁悬浮轴承的轴线在水平方向的位置是固定的，悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可以是可调的，也可以是固定的。

7.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的在该灵敏部与底座(16)之间加设一个磁悬浮轴承或宝石轴承的方法，该两种轴承的轴线在水平方向的位置是固定的，悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可以是可调的，也可以是固定的。

8.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的在该灵敏部与底座(16)之间加设一个磁悬浮轴承或宝石轴承的方法，该两种轴承的轴线在水平方向的位置是可调的，悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置是固定的。

9.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的在该灵敏部与悬挂架(7)、支架(8)之间加设一个磁悬浮轴承的方法，该轴承的轴线在水平方向的位置是固定的，悬挂带上夹头中心线在水平方向的位置可以是可调的，也可以是固定的。

10.根据权利要求1所述的一种缩短两自由度摆式陀螺罗盘摆动周期的方法，其特征在于：所述的在该灵敏部与悬挂架(7)、支架(8)之间加设一个磁悬浮轴承的方法，该轴承的轴线在水平方向的位置是可调的，悬挂带上夹头中心线在水平方向内的位置是固定的。

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