JP2878802B2 - ディザ装置 - Google Patents
ディザ装置Info
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- JP2878802B2 JP2878802B2 JP2199336A JP19933690A JP2878802B2 JP 2878802 B2 JP2878802 B2 JP 2878802B2 JP 2199336 A JP2199336 A JP 2199336A JP 19933690 A JP19933690 A JP 19933690A JP 2878802 B2 JP2878802 B2 JP 2878802B2
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- balancing
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/66—Ring laser gyrometers
- G01C19/68—Lock-in prevention
- G01C19/70—Lock-in prevention by mechanical means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 この発明は、ディザ装置（震え配備）に関し、特に
（ただしそれに限定されるものではなく）、リングレー
ザージヤイロスコープのための震え配備に関する。
（ただしそれに限定されるものではなく）、リングレー
ザージヤイロスコープのための震え配備に関する。
高い精度のレーザージヤイロスコープは、すべてのレ
ーザージヤイロスコープによつて呈示される特徴である
「ロツクイン」現象を克服するための手段を必要とす
る。この手段を提供する普通の方法は、レーザージヤイ
ロにこれの感知軸線のまわりの機械的角度振動を与える
ことである。震えばねは、この振動運動を生成しかつレ
ーザージヤイロを支持するに、使用できる。
ーザージヤイロスコープによつて呈示される特徴である
「ロツクイン」現象を克服するための手段を必要とす
る。この手段を提供する普通の方法は、レーザージヤイ
ロにこれの感知軸線のまわりの機械的角度振動を与える
ことである。震えばねは、この振動運動を生成しかつレ
ーザージヤイロを支持するに、使用できる。
普通の震えばねの目的は、固定の慣性空間枠に対して
ジヤイロを振動させることにある。しかしながら、その
反作用慣性体（すなわちその取付ベース）に対するジヤ
イロの角度運動は、ジヤイロおよびその取付ベースの慣
性に反比例する、すなわち、これらの慣性が等しいとす
ると、ジヤイロと取付ベースは等しい振幅で振動し、取
付ベースが無限の慣性を有するとすれば、震えエネルギ
のすべてがシヤイロを振動させるに使用される。
ジヤイロを振動させることにある。しかしながら、その
反作用慣性体（すなわちその取付ベース）に対するジヤ
イロの角度運動は、ジヤイロおよびその取付ベースの慣
性に反比例する、すなわち、これらの慣性が等しいとす
ると、ジヤイロと取付ベースは等しい振幅で振動し、取
付ベースが無限の慣性を有するとすれば、震えエネルギ
のすべてがシヤイロを振動させるに使用される。
実際には、レーザージヤイロを編入させた慣性測定ユ
ニツト（IMU）の重量および容積を低減させるすべての
努力がなされ、これが、レーザージヤイロ取付ベースの
反作用慣性を有効に限定するから、取付ベースは無限の
慣性を有しない。単軸線レーザージヤイロを使用するIM
Uにおいて、各レーザージヤイロに対する反作用慣性体
には、鋳造品、３つの加速度計および他の２つのレーザ
ージヤイロが包含されるが、三軸線レーザーを使用する
IMUにおいては、３つのレーザージヤイロが単一のブロ
ツクの中に一体化される。単一の震えばねが、ブロツク
を振動させるに使用され、これによつて、振動角度運動
が、同時に３つのレーザージヤイロに与えられる。この
配備における反作用慣性部は、これが３つだけの加速度
計およびその取付部からなるから、かなり小さい。これ
によれば、震え運動の大半が、三軸線レーザージヤイロ
ではなく、反作用慣性部に加えられる。
ニツト（IMU）の重量および容積を低減させるすべての
努力がなされ、これが、レーザージヤイロ取付ベースの
反作用慣性を有効に限定するから、取付ベースは無限の
慣性を有しない。単軸線レーザージヤイロを使用するIM
Uにおいて、各レーザージヤイロに対する反作用慣性体
には、鋳造品、３つの加速度計および他の２つのレーザ
ージヤイロが包含されるが、三軸線レーザーを使用する
IMUにおいては、３つのレーザージヤイロが単一のブロ
ツクの中に一体化される。単一の震えばねが、ブロツク
を振動させるに使用され、これによつて、振動角度運動
が、同時に３つのレーザージヤイロに与えられる。この
配備における反作用慣性部は、これが３つだけの加速度
計およびその取付部からなるから、かなり小さい。これ
によれば、震え運動の大半が、三軸線レーザージヤイロ
ではなく、反作用慣性部に加えられる。
この発明の一観点によれば、ディザ（震え）させるべ
き物品を支持するための支持手段、釣合手段および取付
ベースおよび前記支持手段、前記釣合手段および前記取
付ベースのおのおのをピボット連結する手段を有する、
震え配備において、前記ピボット連結する手段が前記支
持手段、および前記釣合手段を前記取付ベース上の可撓
性のピボット区域に組合わせるそれぞれのばね手段を有
し、前記ピボット区域が前記支持手段および前記釣合手
段の間で振動エネルギを組合わせる手段を有すること、
を特徴とするディザ装置が提供される。
き物品を支持するための支持手段、釣合手段および取付
ベースおよび前記支持手段、前記釣合手段および前記取
付ベースのおのおのをピボット連結する手段を有する、
震え配備において、前記ピボット連結する手段が前記支
持手段、および前記釣合手段を前記取付ベース上の可撓
性のピボット区域に組合わせるそれぞれのばね手段を有
し、前記ピボット区域が前記支持手段および前記釣合手
段の間で振動エネルギを組合わせる手段を有すること、
を特徴とするディザ装置が提供される。
この配備によれば、物品に加えられる角度振動は、ベ
ースの慣性の大きさに独立にできる。また、物品と釣合
手段の間の結合は、増大でき、これによつて、震えの効
率が増大し、取付ベースに移送されるエネルギが低減す
る。レーザジヤイロ感知器のような物品は、前記支持手
段に固定でき、またはこれと一体にできる。
ースの慣性の大きさに独立にできる。また、物品と釣合
手段の間の結合は、増大でき、これによつて、震えの効
率が増大し、取付ベースに移送されるエネルギが低減す
る。レーザジヤイロ感知器のような物品は、前記支持手
段に固定でき、またはこれと一体にできる。
震え配備は、望ましくは、前記支持手段と前記釣合手
段の間に相対的な震え振動を与えるための、前記釣合手
段と前記支持手段の間に配置された駆動スポーク手段を
包含する。これは、釣合手段と支持手段を逆位相に運動
させることを助ける。
段の間に相対的な震え振動を与えるための、前記釣合手
段と前記支持手段の間に配置された駆動スポーク手段を
包含する。これは、釣合手段と支持手段を逆位相に運動
させることを助ける。
望ましくは、前記支持手段、前記釣合手段および前記
取付ベースの前記の相対的な運動が、単一の軸線のまわ
りで起り、前記ばね手段および前記スポーク手段が、前
記軸線に対して一般に半径方向に延長する。
取付ベースの前記の相対的な運動が、単一の軸線のまわ
りで起り、前記ばね手段および前記スポーク手段が、前
記軸線に対して一般に半径方向に延長する。
釣合手段は、前記軸線に対して半径方向に等しく離さ
れる３つの釣合要素の群からなることができ、２つのば
ね要素が、各釣合要素と前記取付ベースにおける２つの
それぞれの区域と間で延長できる。
れる３つの釣合要素の群からなることができ、２つのば
ね要素が、各釣合要素と前記取付ベースにおける２つの
それぞれの区域と間で延長できる。
望ましくは、釣合手段の慣性が、使用の際に前記支持
手段で支持される物品のそれに一般的に等しい。前記支
持手段は、２つのばね要素の３つの群を包含でき、ばね
要素のおのおのが、前記取付ベースにおける前記のそれ
ぞれの区域の関連するものに連結される。
手段で支持される物品のそれに一般的に等しい。前記支
持手段は、２つのばね要素の３つの群を包含でき、ばね
要素のおのおのが、前記取付ベースにおける前記のそれ
ぞれの区域の関連するものに連結される。
望ましくは、釣合手段を取付ベースに連結し支持手段
を前記ベースに連結するそれぞれのばね手段が、支持手
段と釣合手段の間の合成ばね系の節を、取付ベースへの
ばねの結合個所またはその近くに位置させるように、配
置される。
を前記ベースに連結するそれぞれのばね手段が、支持手
段と釣合手段の間の合成ばね系の節を、取付ベースへの
ばねの結合個所またはその近くに位置させるように、配
置される。
取付ベースは、１つまたは多くの加速度計を取付ける
ための手段を包含することができる。支持手段、釣合手
段および取付ベースは、材料の単一ブロツクの機械加工
によつて、例えば、電気放電処理によつて、形成でき
る。
ための手段を包含することができる。支持手段、釣合手
段および取付ベースは、材料の単一ブロツクの機械加工
によつて、例えば、電気放電処理によつて、形成でき
る。
この発明は、種種の方法で遂行でき、図面を参照しな
がら、例示として、１つの実施例を以下に説明する。
がら、例示として、１つの実施例を以下に説明する。
震え配備または震えばねは、主として、火花浸食技術
によつて材料の単一ブロツクから形成された、単一体の
構造からなる。
によつて材料の単一ブロツクから形成された、単一体の
構造からなる。
はねの外方部分１は、取付ベースであつて、３つの加
速度計の取付けのための３つの取付開孔２および取付表
面３を包含する。
速度計の取付けのための３つの取付開孔２および取付表
面３を包含する。
６つの可撓ピボツト４は、取付ベースからばね系を支
持する。
持する。
６つのスポーク５は、可撓ピボツトを、三軸線レーザ
ジヤイロのための取付スタブ９に連結し、これらは、ジ
ヤイロを所用の振動数で振動できるようにするための、
ばね系を提供する。
ジヤイロのための取付スタブ９に連結し、これらは、ジ
ヤイロを所用の振動数で振動できるようにするための、
ばね系を提供する。
６つの別のスポーク６は、可撓性ピボツトを、全体と
してジヤイロと同じ慣性を有する３つの釣合された慣性
体10に連結し、これらスポークは、釣合錘をジヤイロと
同じ振動数でしかし逆位相で振動できるようにするため
の、ばね系を提供する。
してジヤイロと同じ慣性を有する３つの釣合された慣性
体10に連結し、これらスポークは、釣合錘をジヤイロと
同じ振動数でしかし逆位相で振動できるようにするため
の、ばね系を提供する。
６つの駆動スポーク７は、ジヤイロ取付スタブを釣合
錘に連結する。圧電要素（PZT）８は、ばね系のための
駆動力を提供するため、これらスポークに取付けられ
る。
錘に連結する。圧電要素（PZT）８は、ばね系のための
駆動力を提供するため、これらスポークに取付けられ
る。
PZTを横切つて加えられる電圧は、各PZTの横寸法を変
化させる。PZTが駆動スポーク７に固定されているの
で、このスポークは曲がつて、ジヤイロ取付スタブ９を
回転させ、釣合錘を逆回転方向に回転させる。
化させる。PZTが駆動スポーク７に固定されているの
で、このスポークは曲がつて、ジヤイロ取付スタブ９を
回転させ、釣合錘を逆回転方向に回転させる。
正弦電圧がPZTを横切つて加えられると、ジヤイロ取
付スタブおよび釣合錘は、逆位相で振動する。スポーク
５および６は、可撓ピボツト４のまわりをピボツトす
る。この振動の振幅は、加えられる電圧の振動数がばね
系の固有強震振動数に等しいときに、最大になる。
付スタブおよび釣合錘は、逆位相で振動する。スポーク
５および６は、可撓ピボツト４のまわりをピボツトす
る。この振動の振幅は、加えられる電圧の振動数がばね
系の固有強震振動数に等しいときに、最大になる。
この震えばねの設計の基本的作動原理は、第２図に図
解的に示される。
解的に示される。
Kgは、ジヤイロ慣性隊を支持するばね系を示し、Kc
は、釣合錘慣性体を支持するばね系を示す。PZT駆動要
素は、２つの慣性体の間に配置され、これは、２つの慣
性体の逆位相回転を確実にする。ばね系KgおよびKcは、
可撓ピボツトKfを介してベースに連結される。このピボ
ツトはばね系の節に位置し、最小のエネルギが取付ベー
スに移送されることを確実にし、可撓ピボツトによつて
結合された内方および外方の振動数が逆位相で単一の振
動数に一致することを確実にする。理想的には、このピ
ボツトは、最大の結合を提供するための点接触であるべ
きである。
は、釣合錘慣性体を支持するばね系を示す。PZT駆動要
素は、２つの慣性体の間に配置され、これは、２つの慣
性体の逆位相回転を確実にする。ばね系KgおよびKcは、
可撓ピボツトKfを介してベースに連結される。このピボ
ツトはばね系の節に位置し、最小のエネルギが取付ベー
スに移送されることを確実にし、可撓ピボツトによつて
結合された内方および外方の振動数が逆位相で単一の振
動数に一致することを確実にする。理想的には、このピ
ボツトは、最大の結合を提供するための点接触であるべ
きである。
図示の実施例は、三軸線レーザージヤイロに対して特
に設計された単一体の釣合わされた震えばねであるけれ
ども、その原理は、単軸線レーザージヤイロに対して適
用できる。その設計は、次の特徴を有する。
に設計された単一体の釣合わされた震えばねであるけれ
ども、その原理は、単軸線レーザージヤイロに対して適
用できる。その設計は、次の特徴を有する。
（１） これは、レーザージヤイロに、その取付ベース
の慣性に独立な角度振動を提供する。
の慣性に独立な角度振動を提供する。
（２） これは、レーザージヤイロと釣合錘の間の結合
を増大させ、かくして震えの効率を増大し、かつ取付ベ
ースに移送されるエネルギを無視できる水準まで低減さ
せる、可撓性のピボツト支持を使用する。
を増大させ、かくして震えの効率を増大し、かつ取付ベ
ースに移送されるエネルギを無視できる水準まで低減さ
せる、可撓性のピボツト支持を使用する。
（３） これは、３つの加速度計のための取付表面を包
含し、これによつて、別れた取付鋳造物の必要に消去
し、特別の構成要素を作る空間、重量および費用を節約
する、震えばね設計を提供する。
含し、これによつて、別れた取付鋳造物の必要に消去
し、特別の構成要素を作る空間、重量および費用を節約
する、震えばね設計を提供する。
（４） これは、３つのばね系および釣合せた慣性体を
組込んだ単一の部分からなるコンパクトな設計を提供す
る。
組込んだ単一の部分からなるコンパクトな設計を提供す
る。
第１図は、この発明による震え配備の平面図である。第
２図は、第１図の震え配備の作動原理を示す図解図であ
る。 図面において、１は取付ベース、２は取付開孔、３は取
付表面、４は可撓ピボツト、５と６はスポーク、７は駆
動スポーク、８はPZT、９は取付スタブ、10は慣性部を
示す。
２図は、第１図の震え配備の作動原理を示す図解図であ
る。 図面において、１は取付ベース、２は取付開孔、３は取
付表面、４は可撓ピボツト、５と６はスポーク、７は駆
動スポーク、８はPZT、９は取付スタブ、10は慣性部を
示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−153210（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−61405（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−170988（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−502841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−263292（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01C 19/00 - 19/72 G01S 3/083
Claims (12)
- 【請求項１】ディザさせるべき物品を支持するための支
持手段、釣合手段および取付ベースおよび前記支持手
段、前記釣合手段および前記取付ベースのおのおのをピ
ボット連結する手段を有する、ディザ装置において、前
記ピボット連結する手段が前記支持手段、および前記釣
合手段を前記取付ベース上の可撓性のピボット区域に組
合わせるそれぞれのばね手段を有し、前記ピボット区域
が前記支持手段および前記釣合手段の間で振動エネルギ
を組合わせる手段を有すること、を特徴とするディザ装
置。 - 【請求項２】前記支持手段と前記釣合手段の間に相対的
なディザ運動を与えるための、前記釣合手段と前記支持
手段の間に配置された駆動スポーク手段、を包含する請
求項１に記載のディザ装置。 - 【請求項３】前記支持手段、前記釣合手段および前記取
付ベースの前記の相対的な運動が、単一の軸線のまわり
で起り、前記ばね手段および前記スポーク手段が、前記
軸線に対して一般に半径方向に延長する。請求項２に記
載のディザ装置。 - 【請求項４】前記釣合手段が、前記軸線に対して半径方
向に等しく離される３つの釣合要素の群からなる、請求
項３に記載のディザ装置。 - 【請求項５】２つのばね要素が、各釣合要素と前記取付
ベースにおける２つのそれぞれの区域との間で延長す
る、請求項４に記載のディザ装置。 - 【請求項６】前記支持手段が、２つのばね要素の３つの
群を包含し、ばね要素のおのおのが、前記取付ベースに
おける前記のそれぞれの区域の関連するものに連結され
る、請求項５に記載のディザ装置。 - 【請求項７】釣合手段を取付ベースに連結し支持手段を
前記ベースに連結するそれぞれのばね手段が、支持手段
と釣合手段の間の合成ばね系の節を、取付ベースへのば
ねの結合個所またはその近くに位置させるように、配置
される、請求項１に記載のディザ装置。 - 【請求項８】釣合手段と感知手段が逆位相で運動する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のディザ装置。 - 【請求項９】釣合手段の慣性が、使用の際に前記支持手
段で支持される物品のそれに一般的に等しい、請求項１
から８のいずれか１項に記載のディザ装置。 - 【請求項１０】物品がレーザージャイロ感知器である、
請求項１から９のいずれか１項に記載のディザ装置。 - 【請求項１１】取付ベースが、１つまたは多くの加速度
計を取付けるための手段を包含する、請求項１から10の
いずれか１項に記載のディザ装置。 - 【請求項１２】前記支持手段、前記釣合手段および前記
取付ベースが、材料の単一ブロックの機械加工によって
形成される、請求項１から11のいずれか１項に記載のデ
ィザ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB898917420A GB8917420D0 (en) | 1989-07-29 | 1989-07-29 | Dither arrangements |
| GB8917420.5 | 1989-07-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0387082A JPH0387082A (ja) | 1991-04-11 |
| JP2878802B2 true JP2878802B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=10660881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199336A Expired - Lifetime JP2878802B2 (ja) | 1989-07-29 | 1990-07-30 | ディザ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5108180A (ja) |
| EP (1) | EP0411824A3 (ja) |
| JP (1) | JP2878802B2 (ja) |
| GB (1) | GB8917420D0 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5867270A (en) * | 1997-12-04 | 1999-02-02 | Honeywell Inc. | Mechanism and method for mounting piezoelectric transducers |
| US5950995A (en) * | 1997-12-04 | 1999-09-14 | Honeywell Inc. | Ring laser gyroscope dither motor structure |
| JP4494425B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2010-06-30 | 日本航空電子工業株式会社 | リングレーザージャイロ |
| US7505140B2 (en) | 2007-04-13 | 2009-03-17 | Custom Sensors & Technologies, Inc. | Indexing dithering mechanism and method |
| US7548318B2 (en) | 2007-04-13 | 2009-06-16 | Custom Sensors & Technologies, Inc. | Dithering mechanism for eliminating zero-rate bias in a gyroscope |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4085825A (en) * | 1975-04-03 | 1978-04-25 | Rockwell International Corporation | Vibratory system isolation and flexure pivot |
| US4115004A (en) * | 1976-11-15 | 1978-09-19 | Litton Systems, Inc. | Counterbalanced oscillating ring laser gyro |
| US4309107A (en) * | 1980-01-11 | 1982-01-05 | Litton Systems, Inc. | Laser gyro dither mechanism |
| US4321557A (en) * | 1980-01-21 | 1982-03-23 | Litton Systems, Inc. | Laser gyro coupling system |
| US4349183A (en) * | 1980-08-04 | 1982-09-14 | Litton Systems Inc. | Spring for a ring laser gyro dither mechanism |
| US4425040A (en) * | 1981-01-29 | 1984-01-10 | The Singer Company | Ring laser gyroscope cluster for strapped down navigation |
| US4711575A (en) * | 1982-04-01 | 1987-12-08 | Litton Systems, Inc. | Non-pendulous counter-balanced dither mechanism for laser gyro |
| DE3333306A1 (de) * | 1983-09-15 | 1985-04-04 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen | Zitterfeder fuer ringlasergyroskope |
| US4710027A (en) * | 1984-01-30 | 1987-12-01 | Litton Systems, Inc. | Method and apparatus for mechanical dither stabilization of a laser angular sensor |
-
1989
- 1989-07-29 GB GB898917420A patent/GB8917420D0/en active Pending
-
1990
- 1990-07-25 EP EP19900308163 patent/EP0411824A3/en not_active Withdrawn
- 1990-07-25 US US07/557,023 patent/US5108180A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-07-30 JP JP2199336A patent/JP2878802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0387082A (ja) | 1991-04-11 |
| GB8917420D0 (en) | 1990-01-04 |
| EP0411824A2 (en) | 1991-02-06 |
| EP0411824A3 (en) | 1991-07-24 |
| US5108180A (en) | 1992-04-28 |
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