JPH08159772A - Gyrocompass - Google Patents
GyrocompassInfo
- Publication number
- JPH08159772A JPH08159772A JP30647394A JP30647394A JPH08159772A JP H08159772 A JPH08159772 A JP H08159772A JP 30647394 A JP30647394 A JP 30647394A JP 30647394 A JP30647394 A JP 30647394A JP H08159772 A JPH08159772 A JP H08159772A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- gyro
- azimuth
- zero
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 9
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 235000012771 pancakes Nutrition 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000003471 mutagenic agent Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は例えば船舶、自動車等の
航行体の針路測定に使用して好適なジャイロコンパスに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gyro compass suitable for use in measuring the course of a navigation body such as a ship or an automobile.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のジャイロコンパスとして、例え
ば、本願出願人と同一の出願人によって昭和61年12
月13日に出願された特願昭第60−125867号
(特開昭61−283813号)に開示された例があ
る。図12及び図13を参照して斯かる特願昭第60−
125867号に開示された例を説明する。2. Description of the Related Art As a conventional gyro compass, for example, by the same applicant as the applicant of the present application, 1986 12
There is an example disclosed in Japanese Patent Application No. 60-125867 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-283813) filed on March 13. Referring to FIGS. 12 and 13, the Japanese Patent Application No. 60-
The example disclosed in No. 125867 will be described.
【0003】図12は従来のジャイロコンパスの正面断
面構成を示し、図13は平面構成を示す。図示のように
垂直方向にZ軸をとり、水平面内に互いに直交するX軸
及びY軸をとる。ジャイロコンパスは液密構造のジャイ
ロケース111を有し、斯かるジャイロケース111内
には高速で回転するジャイロロータ(図示なし)が内蔵
されている。斯かるジャイロケース111はダンピンク
オイルの如き高粘性流体が充填されたタンク115内に
配置され、タンク115の上端部より下方に延在する懸
吊線113によって支持されている。FIG. 12 shows a front sectional structure of a conventional gyro compass, and FIG. 13 shows a plan structure thereof. As shown, the Z axis is taken in the vertical direction, and the X axis and the Y axis which are orthogonal to each other are taken in the horizontal plane. The gyro compass has a gyro case 111 having a liquid-tight structure, and a gyro rotor (not shown) that rotates at high speed is built in the gyro case 111. Such a gyro case 111 is arranged in a tank 115 filled with a highly viscous fluid such as Dan Pink oil, and is supported by a suspension line 113 extending below the upper end of the tank 115.
【0004】図13に示すように、タンク115の外側
を囲むように且つそれより隔置されて環状の水平環11
7が水平に配置されており、斯かる水平環117はY軸
方向に沿って直径方向両側に水平軸115A、115B
を有する。一方、タンク115はY軸方向に沿って直径
方向両側に軸受け119A、119Bを有し、水平環1
17の水平軸115A、115Bはタンク115の対応
する軸受け119A、119Bの内輪に嵌合している。As shown in FIG. 13, an annular horizontal ring 11 is provided so as to surround the outside of the tank 115 and be spaced apart from it.
7 are arranged horizontally, and the horizontal ring 117 has horizontal shafts 115A, 115B on both sides in the diametrical direction along the Y-axis direction.
Have. On the other hand, the tank 115 has bearings 119A and 119B on both sides in the diametrical direction along the Y-axis direction.
The 17 horizontal shafts 115A and 115B are fitted to the inner rings of the corresponding bearings 119A and 119B of the tank 115.
【0005】水平環117はX軸方向に沿って直径方向
両側に軸受け123A、123Bを有する。水平環11
7の外側を囲むように且つそれより隔置されてフォーク
状の追従環121が配置されており、斯かる追従環12
1はX軸方向に沿って直径方向両側にジンバル軸117
A、117Bを有する。追従環121のジンバル軸11
7A、117Bは対応する水平環117の軸受け123
A、123Bの内輪に嵌合している。The horizontal ring 117 has bearings 123A and 123B on both sides in the diametrical direction along the X-axis direction. Horizontal ring 11
A fork-shaped follower ring 121 is arranged so as to surround the outer side of 7 and is spaced therefrom.
1 is a gimbal shaft 117 on both sides in the diametrical direction along the X-axis direction.
A, 117B. Gimbal axis 11 of follower ring 121
7A and 117B are bearings 123 of the corresponding horizontal ring 117.
It is fitted to the inner rings of A and 123B.
【0006】こうして、タンク115はY軸方向に沿っ
た水平軸115A、115Bの中心軸線周りに回転し、
更に、水平環117と共にX軸方向に沿ったジンバル軸
117A、117Bの中心軸線周りに回転する。Thus, the tank 115 rotates about the central axis of the horizontal shafts 115A and 115B along the Y-axis direction,
Further, it rotates with the horizontal ring 117 around the central axis of the gimbal shafts 117A and 117B along the X-axis direction.
【0007】図12に示すように、追従環121はZ軸
方向の追従軸125に装着されている。ジャイロコンパ
スの下側には盤器127が配置されており、斯かる盤器
127は中心孔127Aと円筒状の突起部127Bとを
有する。斯かる盤器127の中心孔127A周りにより
半径が小さい軸受け129が装着され、円筒状の突起部
127Bの上端にはより半径が大きい軸受け131が装
着されている。追従軸125は内側の軸受け129の内
輪に嵌合し、追従環121の円筒状壁121Aは外側の
軸受け131の内輪に嵌合している。As shown in FIG. 12, the follow-up ring 121 is mounted on the follow-up shaft 125 in the Z-axis direction. A board 127 is disposed below the gyro compass, and the board 127 has a center hole 127A and a cylindrical protrusion 127B. A bearing 129 having a smaller radius is mounted around the center hole 127A of the board 127, and a bearing 131 having a larger radius is mounted on the upper end of the cylindrical protrusion 127B. The follower shaft 125 is fitted to the inner ring of the inner bearing 129, and the cylindrical wall 121A of the follower ring 121 is fitted to the inner ring of the outer bearing 131.
【0008】こうして、追従軸125及び追従環121
は2つの軸受け129、131によって回転可能に支持
されている。Thus, the follow-up shaft 125 and the follow-up ring 121.
Is rotatably supported by two bearings 129 and 131.
【0009】タンク115の一方の水平軸115Bに水
平サーボモータ141が装着されており、斯かる水平サ
ーボモータ141によってタンク115は水平軸115
A、115B周りに回転駆動される。斯かる水平サーボ
モータ141は歯車及びピニオンを使用しないパンケー
キ型の直動式であり、タンク115の水平軸115Bに
取り付けられた内側の回転子141Aとそれに対応して
水平環117に取り付けられた外側の固定子141Bと
を含む。A horizontal servomotor 141 is mounted on one horizontal shaft 115B of the tank 115. The horizontal servomotor 141 causes the tank 115 to move to the horizontal shaft 115.
It is driven to rotate around A and 115B. The horizontal servomotor 141 is a pancake type direct-acting type that does not use gears and pinions, and is attached to the inner rotor 141A attached to the horizontal shaft 115B of the tank 115 and the horizontal ring 117 corresponding thereto. And an outer stator 141B.
【0010】追従軸125に方位サーボモータ143が
装着されており、斯かる方位サーボモータ143によっ
て追従環121は追従軸125周りに回転駆動される。
斯かる方位サーボモータ143は歯車及びピニオンを使
用しないパンケーキ型の直動式であり、追従軸125に
取り付けられた内側の回転子143Aとそれに対応して
盤器127に取り付けられた外側の固定子143Bとを
含む。An azimuth servomotor 143 is mounted on the follow-up shaft 125, and the follower ring 121 is driven to rotate around the follow-up shaft 125 by the azimuth servomotor 143.
The azimuth servo motor 143 is a pancake type direct-acting type that does not use gears and pinions, and has an inner rotor 143A attached to the follower shaft 125 and an outer fixed portion attached to the board 127 corresponding thereto. Child 143B.
【0011】追従環121はその円筒状壁121Aに隣
接して更にに円筒状のスカート部121Bを有し、斯か
るスカート部121Bに沿ってスリップリング145が
設けられている。斯かるスリップリング145を介して
ジャイロロータ及び水平サーボモータ141に電力が供
給される。スリップリング145は、追従環121のス
カート部121Bに取り付けられた内側の集電環145
Aと盤器127に取り付けられた外側のブラシ145B
とを含む。The follower ring 121 further has a cylindrical skirt portion 121B adjacent to the cylindrical wall 121A, and a slip ring 145 is provided along the skirt portion 121B. Electric power is supplied to the gyro rotor and the horizontal servomotor 141 via the slip ring 145. The slip ring 145 is an inner current collecting ring 145 attached to the skirt portion 121B of the follower ring 121.
A and the outer brush 145B attached to the board 127
And
【0012】盤器127の下側には取り付け部135が
取り付けられており、斯かる取り付け部135内に方位
エンコーダ147が装着されている。斯かる方位エンコ
ーダ147によって盤器127に対する追従環121の
方位角が検出される。斯かる方位エンコーダ147は追
従軸125の下端部に装着されたカップリング133に
取り付けられた内側の軸部147Aとそれに対応して盤
器127に取り付けられた外側の固定子147Bとを含
む。A mounting portion 135 is mounted on the lower side of the board 127, and an azimuth encoder 147 is mounted in the mounting portion 135. The azimuth angle of the follower ring 121 with respect to the board 127 is detected by the azimuth encoder 147. The azimuth encoder 147 includes an inner shaft portion 147A attached to the coupling 133 attached to the lower end of the follower shaft 125 and an outer stator 147B corresponding to the inner shaft portion 147A attached to the board 127.
【0013】追従軸125とそれに取り付けられたカッ
プリング133、方位エンコーダ147の軸部147A
及び方位サーボモータ143の回転子143A、更に、
追従環121とそれに取り付けられたスリップリング1
45の集電環145Aは一体的な組立体を構成する。斯
かる組立体と、水平環117及びタンク115は、追従
軸125の中心軸線周りに回転可能な一体的な回転部を
構成する。The follower shaft 125, the coupling 133 attached thereto, and the shaft portion 147A of the azimuth encoder 147.
And a rotor 143A of the azimuth servomotor 143, and
Follower ring 121 and slip ring 1 attached to it
The 45 collector rings 145A form an integral assembly. The assembly, the horizontal ring 117, and the tank 115 form an integral rotating unit that is rotatable around the center axis of the follow-up shaft 125.
【0014】タンク115に対するジャイロケース11
1の変位を検出するために、無接触変位検出装置が設け
られている。斯かる無接触変位検出装置はX軸方向に沿
ってジャイロケース111の両側に設置されている。無
接触変位検出装置は赤道上に北側の1対のコイルと南側
の1対のコイルとを含む。各対のコイルはジャイロケー
ス111に配置された1次コイルとそれに対応してタン
ク115の内面に装着された2次コイルとを有する。Gyro case 11 for the tank 115
In order to detect the displacement of No. 1, a non-contact displacement detection device is provided. Such non-contact displacement detection devices are installed on both sides of the gyro case 111 along the X-axis direction. The non-contact displacement detection device includes a pair of coils on the equator on the north side and a pair of coils on the south side. Each pair of coils has a primary coil arranged in the gyro case 111 and a secondary coil corresponding to the primary coil mounted on the inner surface of the tank 115.
【0015】無接触変位検出装置によってタンク115
に対するジャイロケース111のX軸方向の移動量とY
軸周りの角度変位及びZ軸周りの角度変位がそれぞれ独
立的に検出される。検出されたY軸周りの角度変位は、
増幅器を介して又は増幅器を介することなしに、水平サ
ーボモータ141に供給される。水平サーボモータ14
1が駆動されることによって、タンク115はタンク1
15の水平軸115A周りに回転し、それによってタン
ク115のY軸周りの角度変位がゼロとなるように制御
される。The tank 115 is equipped with a non-contact displacement detection device.
The amount of movement of the gyro case 111 in the X-axis direction and Y
The angular displacement about the axis and the angular displacement about the Z axis are independently detected. The detected angular displacement around the Y axis is
It is supplied to the horizontal servomotor 141 with or without an amplifier. Horizontal servo motor 14
1 is driven so that the tank 115 becomes the tank 1
It rotates about 15 horizontal axes 115A, and thereby the angular displacement of the tank 115 around the Y axis is controlled to be zero.
【0016】同様に、検出されたZ軸周りの角度変位
は、増幅器を介して又は増幅器を介することなしに、方
位サーボモータ143に供給される。方位サーボモータ
143が駆動されることによって、追従環121及び水
平環117が回転し、それによってタンク115のY軸
周りの角度変位がゼロとなるように制御される。Similarly, the detected angular displacement about the Z-axis is supplied to the azimuth servomotor 143 with or without an amplifier. The azimuth servomotor 143 is driven to rotate the follower ring 121 and the horizontal ring 117, and thereby the angular displacement of the tank 115 about the Y axis is controlled to be zero.
【0017】こうして、ジャイロケース111が如何な
る方位をとっても、斯かるサーボ系によって、懸吊線1
13に捩じりが生ずることはない。即ち、ジャイロはZ
軸周り即ち垂直軸周りにいかなる外乱トルクを受けるこ
とはない。In this way, no matter what direction the gyro case 111 is oriented, the suspension system 1 can be operated by such a servo system.
No twist occurs in 13. That is, the gyro is Z
It is not subject to any disturbance torque about its axis, ie about its vertical axis.
【0018】図14を参照してジャイロの指北作用を説
明する。図14はジャイロケース111がタンク115
内に配置された状態を略線的に示したものであり、タン
ク115内にはダンピング液116が充填されており、
ジャイロケース111は斯かるダンピング液116に漬
かる状態で懸吊線113によって懸吊されている。The finger pointing action of the gyro will be described with reference to FIG. In FIG. 14, the gyro case 111 is the tank 115.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the state of being arranged inside, in which the damping liquid 116 is filled in the tank 115,
The gyro case 111 is suspended by the suspension line 113 while being immersed in the damping liquid 116.
【0019】ここで、ジャイロケース111の重心の位
置をO1 、タンク115の中心位置をO2 とする。懸吊
線113とタンク115の結合点をP、懸吊線113と
ジャイロケース111の結合点をQとする。タンク11
5の中心軸線は線PO2 を通る。ジャイロロータ110
のスピン軸線がジャイロケース111と交わる点をA、
Bとし、斯かる2点A、Bに対応するタンク115上の
点をA’、B’とする。更に、水平面をH−H’とす
る。Here, the position of the center of gravity of the gyro case 111 is O 1 , and the center position of the tank 115 is O 2 . The connection point between the suspension line 113 and the tank 115 is P, and the connection point between the suspension line 113 and the gyro case 111 is Q. Tank 11
The central axis of 5 passes through the line PO 2 . Gyro rotor 110
A is the point at which the spin axis of intersects the gyro case 111.
Let B be the points on the tank 115 that correspond to these two points A and B, and are A ′ and B ′. Further, the horizontal plane is H-H '.
【0020】ジャイロロータ110のスピン軸線が水平
な場合(θ=0°)には、ジャイロケース111の重心
の位置O1 はタンク115の中心位置O2 に一致する。
ジャイロロータ110のスピン軸線が水平面H−H’に
対して傾斜角θだけ傾斜しているものとする。ジャイロ
ケース111の指北端A側が水平面に対して上昇してい
る。When the spin axis of the gyro rotor 110 is horizontal (θ = 0 °), the position O 1 of the center of gravity of the gyro case 111 coincides with the center position O 2 of the tank 115.
It is assumed that the spin axis of the gyro rotor 110 is inclined by the inclination angle θ with respect to the horizontal plane H-H '. The finger north end A side of the gyro case 111 is elevated with respect to the horizontal plane.
【0021】懸吊線113は僅かに剛性を有するから、
このとき、実際には破線にて示すように撓み曲線を描
く。タンク115に対するジャイロケース111のスピ
ン軸線に沿った方向の移動量ξ(O1 −O2 )も、僅か
に減少する。しかしながら、懸吊線113は十分可撓性
を有し、斯かる移動量の変化は僅かであり、実用的な設
計では、その影響は小さい。従って、ここでは斯かる移
動量の変化を無視して説明する。Since the suspension line 113 has a slight rigidity,
At this time, a bending curve is actually drawn as shown by the broken line. The movement amount ξ (O 1 −O 2 ) of the gyro case 111 in the direction along the spin axis with respect to the tank 115 also slightly decreases. However, the suspension line 113 is sufficiently flexible, the change in the amount of movement is small, and the effect is small in a practical design. Therefore, here, description will be made by ignoring such a change in the movement amount.
【0022】上述のようにサーボ系によって、タンク1
15も傾斜し、タンク115上の2点A’、B’を通る
直線がジャイロケース111上の2点A、Bを通るよう
になる。即ちタンク115の中心軸線PO2 は鉛直線に
対して傾斜角θだけ傾斜する。As described above, by the servo system, the tank 1
15 also inclines so that a straight line passing through the two points A ′ and B ′ on the tank 115 passes through the two points A and B on the gyro case 111. That is, the central axis PO 2 of the tank 115 is inclined by the inclination angle θ with respect to the vertical line.
【0023】外部から加速度が作用しないと、ジャイロ
ケース111のスピン軸線方向に力が作用しないから、
懸吊線113は鉛直線に一致する。懸吊線113の張力
Tによってジャイロケース111の重心O1 周りのモー
メントMが生成される。ジャイロケース111の重心O
1 と点Qの間の距離をrとし、ジャイロケース111の
ダンパー液116による浮力を除いた残留重量をmgと
すれば、モーメントMは次のように表される。If the acceleration does not act from the outside, the force does not act in the spin axis direction of the gyro case 111.
The suspension line 113 coincides with the vertical line. Due to the tension T of the suspension line 113, a moment M about the center of gravity O 1 of the gyro case 111 is generated. Center of gravity of gyro case 111 O
If the distance between 1 and the point Q is r, and the residual weight of the gyro case 111 excluding the buoyancy due to the damper liquid 116 is mg, the moment M is expressed as follows.
【0024】[0024]
【数1】M=Trsinθ=mgrsinθ## EQU1 ## M = Trsin θ = mgr sin θ
【0025】斯かるモーメントMはジャイロのトルクと
して水平軸線(重心O1 を通り紙面に垂直な線)周りに
作用する。こうして、「スピン軸線の水平面に対する傾
斜角に比例したトルクをジャイロの水平軸の周りに加え
る」ことができるから、指北力が生成され、ジャイロコ
ンパスを得ることができる。上記の距離r、重量mg及
びジャイロの角運動量を選択することによって、指北運
動の周期を数10分〜百数10分とすることができる。The moment M acts as a gyro torque around a horizontal axis (a line passing through the center of gravity O 1 and perpendicular to the paper surface). In this way, "the torque proportional to the inclination angle of the spin axis with respect to the horizontal plane can be applied around the horizontal axis of the gyro", so that the finger north force is generated and the gyro compass can be obtained. By selecting the distance r, the weight mg, and the angular momentum of the gyro, the finger north movement cycle can be set to several tens of minutes to several hundreds of minutes.
【0026】[0026]
【発明が解決しようとする課題】従来のジャイロコンパ
スではスリップリングが使用されており、斯かるスリッ
プリングによってジャイロロータ、水平サーボモータへ
の電力供給及びジャイロ信号の送受信が行われていた。A slip ring is used in the conventional gyro compass, and the slip ring has been used to supply power to the gyro rotor and the horizontal servo motor and to transmit and receive a gyro signal.
【0027】また、従来のジャイロコンパスでは、方位
サーボモータとしてパンケーキ型の直動式モータを使用
していた。直動式モータは、回転子を360°回転させ
るためには、固定子側を永久磁石、回転子側を励磁コイ
ルによって構成し、励磁コイルの切り換え機構としてス
リップリングが使用されていた。In the conventional gyro compass, a pancake type direct drive motor is used as the azimuth servo motor. In the direct drive motor, in order to rotate the rotor by 360 °, the stator side is composed of a permanent magnet and the rotor side is composed of an exciting coil, and a slip ring is used as a switching mechanism of the exciting coil.
【0028】しかしながら、スリップリングは接点不良
を起こし易く、また、機械的摩擦によって寿命が短い欠
点がある。However, the slip ring is liable to cause a contact failure and has a short life due to mechanical friction.
【0029】方位サーボモータにおいてスリップリング
の使用を回避するためにブラシレスモータを使用するこ
とが知られている。ブラシレスモータでは、固定子側を
トロイダル3相巻線、回転子側を永久磁石より構成し、
トロイダル3相巻線と永久磁石の間の相対的な位置関係
を検出し、コンミュテータ制御回路による制御によっ
て、3相巻線のうち所定の2巻線が順次励磁される。It is known to use brushless motors to avoid the use of slip rings in azimuth servomotors. In a brushless motor, the stator side is composed of toroidal three-phase windings, and the rotor side is composed of permanent magnets.
The relative positional relationship between the toroidal three-phase winding and the permanent magnet is detected, and predetermined two windings of the three-phase winding are sequentially excited under the control of the commutator control circuit.
【0030】トロイダル3相巻線と永久磁石の間の相対
的な位置関係は方位発信器によって検出される。方位発
信器として、ゼロクロス発信器を具備したインクリメン
タルな方位エンコーダを使用することが知られている。The relative positional relationship between the toroidal three-phase winding and the permanent magnet is detected by the azimuth oscillator. As an azimuth oscillator, it is known to use an incremental azimuth encoder with a zero-cross oscillator.
【0031】しかしながら、インクリメンタルな方位エ
ンコーダによって方位軸(ロータリトランスの回転子)
の絶対回転角度を検出するためには、ゼロクロス発信器
によってゼロクロス点を検出する必要がある。即ち、ゼ
ロクロス点を検出した後でなければ、トロイダル3相巻
線と永久磁石の間の相対的な位置関係を検出することは
できなかった。However, the azimuth axis (rotor of the rotary transformer) is increased by the incremental azimuth encoder.
In order to detect the absolute rotation angle of, it is necessary to detect the zero-cross point with a zero-cross oscillator. That is, the relative positional relationship between the toroidal three-phase winding and the permanent magnet could not be detected until after the zero-cross point was detected.
【0032】従来のジャイロコンパスでは、起動時の方
位によっては、数時間経たないと使用可能な状態、即ち
静止状態とはならない欠点があった。例えば、ジャイロ
の指北端が真北を向いていない場合に、ジャイロの指北
端が真北を向くまでかなりの時間がかかることがある。The conventional gyro compass has a drawback that it cannot be in a usable state, that is, in a stationary state, after several hours depending on the direction at the time of starting. For example, if the north end of the gyro finger does not face true north, it may take a considerable amount of time before the north end of the gyro finger faces true north.
【0033】本発明は斯かる点に鑑み、ジャイロコンパ
スにおいて、スリップリングを使用しない、より信頼性
があり且つより構成が簡単なジャイロコンパスを提供す
ることを目的とする。In view of the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a gyro compass that does not use a slip ring and is more reliable and has a simpler structure.
【0034】本発明は斯かる点に鑑み、方位発信器とし
てゼロクロス発信器を具備するインクリメンタル方式の
方位エンコーダを使用し、方位サーボモータとして固定
子側にトロイダル3相巻線、回転子側に永久磁石を有す
るブラシレスモータを使用するジャイロコンパスにおい
て、ゼロクロス点を検出することができるジャイロコン
パスを提供することを目的とする。In view of the above point, the present invention uses an incremental azimuth encoder having a zero-cross oscillator as an azimuth oscillator, and uses a toroidal three-phase winding on the stator side and a permanent rotor on the rotor side as an azimuth servomotor. An object of the present invention is to provide a gyro compass capable of detecting a zero-cross point in a gyro compass using a brushless motor having a magnet.
【0035】本発明は斯かる点に鑑み、インクリメンタ
ル方式の方位エンコーダを使用するジャイロコンパスに
おいて、停止時から再起動する間に航行体が移動してい
ない場合に、ゼロクロス検出後、停止時の方位即ち真北
方位から起動させることによって、短時間にて使用可能
な状態となるジャイロコンパスを提供することを目的と
する。In view of the above point, the present invention is a gyro compass using an incremental type azimuth encoder, in which the zero crossing is detected and the azimuth at the time of stop is detected when the navigation body is not moving during the restart from the stop. That is, it is an object of the present invention to provide a gyro compass that can be used in a short time by starting from the true north direction.
【0036】[0036]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、例えば
図1に示すように、X軸方向のスピン軸線を有するジャ
イロと該ジャイロをY軸及びZ軸周りに回転可能に支持
する支持装置と、上記支持装置をY軸周りに回転可能に
支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂
直軸線周りに回転可能な追従環と、上記ジャイロに指北
力を付与するための指北装置と、を有するジャイロコン
パスにおいて、上記ジャイロを含みZ軸周りに回転可能
な回転部と上記基台を含む固定部との間にロータリート
ランスが配置され、上記ロータリートランスはディジタ
ルシリアル通信回路を介して上記固定部と上記回転部の
間で信号を通信するための信号チャンネルと上記固定部
より上記回転部へ電源を供給するための電源チャンネル
とを含むことを特徴とする。According to the present invention, for example, as shown in FIG. 1, a gyro having a spin axis in the X-axis direction and a support device for rotatably supporting the gyro about the Y-axis and the Z-axis. And a follower ring that supports the support device rotatably around the Y-axis, has a follow-up axis perpendicular to the base, and is rotatable around a vertical axis passing through the follow-up axis, and applies a finger north force to the gyro. In a gyro compass having a pointing device for giving, a rotary transformer is arranged between a rotating part including the gyro and rotatable about the Z-axis and a fixed part including the base. It is characterized by including a signal channel for communicating a signal between the fixed part and the rotary part via a digital serial communication circuit and a power channel for supplying power from the fixed part to the rotary part. To.
【0037】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記信号チャンネルに使用される搬送波周波数と上
記電源チャンネルに使用される電源周波数は異なること
を特徴とする。According to the present invention, in the gyro compass, the carrier frequency used for the signal channel and the power frequency used for the power channel are different.
【0038】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記電源チャンネルを経由して上記回転部へ供給さ
れる上記電源周波数はジャイロロータの駆動電源の周波
数に等しいことを特徴とする。According to the present invention, in the gyro compass, the power supply frequency supplied to the rotating portion via the power supply channel is equal to the frequency of the drive power supply for the gyro rotor.
【0039】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記ジャイロはジャイロケースに対するジャイロロ
ータのY軸周り及びZ軸周りの回転変位を検出するピッ
クアップを有し、該ピックアップのコイル励磁用電源の
周波数は上記ロータリートランスの励磁周波数に等しい
ことを特徴とする。According to the present invention, in the gyro compass, the gyro includes a pickup for detecting rotational displacements of the gyro rotor about the Y axis and the Z axis with respect to the gyro case, and the frequency of the coil exciting power source of the pickup is It is characterized in that it is equal to the excitation frequency of the rotary transformer.
【0040】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記回転部には上記ジャイロのX軸周りの回転角度
を検出する東西傾斜計と上記ジャイロのY軸周りの回転
角度を検出する南北傾斜計とが装着され、上記固定部に
は上記回転部のZ軸周りの回転角度を検出する方位発信
器が装着され、上記信号チャンネルを経由してジャイロ
信号、上記東西傾斜計、上記南北傾斜計及び上記方位発
信器の出力信号が送信受信されるように構成されている
ことを特徴とする。According to the present invention, in the gyro compass, an east-west inclinometer for detecting the rotation angle of the gyro around the X axis and a north-south inclinometer for detecting the rotation angle of the gyro around the Y axis are provided in the rotating portion. The azimuth transmitter for detecting the rotation angle around the Z-axis of the rotating part is attached to the fixed part, and the gyro signal, the east-west inclinometer, the north-south inclinometer, and the above-mentioned inclinometer are attached via the signal channel. It is characterized in that the output signal of the azimuth oscillator is transmitted and received.
【0041】本発明によれば、X軸方向のスピン軸線を
有するジャイロと該ジャイロをY軸及びZ軸周りに回転
可能に支持する支持装置と、上記支持装置をY軸周りに
回転可能に支持し、基台に垂直な追従軸を有し、該追従
軸を通る垂直軸線周りに回転可能な追従環と、上記ジャ
イロに指北力を付与するための指北装置と、を有するジ
ャイロコンパスにおいて、上記追従軸の下側には上記回
転部をZ軸周りに回転させるための方位サーボモータと
上記回転部のZ軸周りの回転角度を検出する方位発信器
が装着され、上記方位サーボモータはトロイダル3相巻
線よりなる固定子と永久磁石よりなる回転子とを含み、
上記方位発信器は上記回転部のZ軸周りの回転角度をイ
ンクリメンタルに検出する方位エンコーダとゼロクロス
発信器を含み、ジャイロコンパスの起動時にゼロクロス
モードが作動され、コンミュテータ制御回路を制御する
ことによって、上記トロイダル3相巻線のうちの2巻線
を順次励磁して上記回転子を360°内の角度で回転さ
せ、上記ゼロクロス発信器はゼロクロス検出信号を発生
させるように構成されていることを特徴とする。According to the present invention, a gyro having a spin axis in the X-axis direction, a supporting device for rotatably supporting the gyro about the Y-axis and the Z-axis, and a supporting device for rotatably supporting the gyro about the Y-axis. A gyro compass having a follower axis perpendicular to the base, and a follower ring rotatable about a vertical axis passing through the follower axis, and a finger north device for applying a finger north force to the gyro. An azimuth servo motor for rotating the rotating portion around the Z axis and an azimuth transmitter for detecting a rotation angle of the rotating portion around the Z axis are mounted below the tracking axis. Including a stator made of toroidal three-phase windings and a rotor made of permanent magnets,
The azimuth transmitter includes a azimuth encoder that incrementally detects the rotation angle of the rotating unit around the Z axis and a zero-cross oscillator. When the gyro compass is activated, the zero-cross mode is activated, and the commutator control circuit is controlled to control the commutator control circuit. Two of the toroidal three-phase windings are sequentially excited to rotate the rotor at an angle of 360 °, and the zero-cross oscillator is configured to generate a zero-cross detection signal. To do.
【0042】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記ゼロクロスモードでは、最初にゼロクロス発信
器に対応した位置の1対の2巻線が励磁され、それによ
ってゼロクロス信号が発生しない場合には次に隣接する
1対の2巻線が励磁され、それによって最少の励磁コイ
ル切り換え回数にてゼロクロスを検出することができる
ように構成されていることを特徴とする。According to the present invention, in the gyro compass, in the zero-cross mode, the pair of two windings at the position corresponding to the zero-cross oscillator is first excited, and if the zero-cross signal is not generated by the two windings next, One pair of two windings adjacent to each other are excited, and thereby the zero cross can be detected with the minimum number of times of switching of the exciting coil.
【0043】本発明によれば、ジャイロコンパスにおい
て、上記ゼロクロスモードが終了するとラストアジマス
モードが作動され、それによって上記ジャイロの指北端
は真北方向に指向されるように構成されていることを特
徴とする。According to the present invention, in the gyro compass, the last arm mode is activated when the zero-cross mode ends, whereby the north end of the finger of the gyro is oriented in the true north direction. And
【0044】[0044]
【作用】本発明のジャイロコンパスによると、フレック
スジャイロ又はTDG11は東西方向軸線即ちY軸及び
垂直方向軸線即ちZ軸の2軸周りに回転可能に支持され
ており、3軸支持型に比較してより簡単を構造を達成す
ることができる。According to the gyro compass of the present invention, the flex gyro or TDG 11 is rotatably supported around two axes of the east-west axis, that is, the Y axis and the vertical axis, that is, the Z axis. The structure can be achieved more easily.
【0045】フレックスジャイロ又はTDG11、追従
環15、南北傾斜計21及び東西傾斜計23等よりなる
回転部と固定部の間にはスリップリングの代わりにロー
タリートランス45が装着されている。A rotary transformer 45, instead of a slip ring, is mounted between the rotating part and the fixed part, which are composed of the flex gyro or TDG 11, the follower ring 15, the north-south inclinometer 21, the east-west inclinometer 23 and the like.
【0046】ロータリートランス45は少なくとも3チ
ャンネルを有する。第1のチャンネルを経由して固定部
より回転部へ電源電流が供給され、第2及び第3のチャ
ンネルを経由して固定部と回転部の間で信号が送受信さ
れる。The rotary transformer 45 has at least three channels. A power supply current is supplied from the stationary unit to the rotating unit via the first channel, and signals are transmitted and received between the stationary unit and the rotating unit via the second and third channels.
【0047】方位サーボモータ29はトロイダル3相巻
線よりなる固定子29−1と永久磁石よりなる回転子2
9−2を含む。最初に3相巻線のうちの所定の2巻線を
励磁し、方位サーボモータの回転子29−2を所定の位
置まで回転させ、更に順次2巻線を励磁し、回転子29
−2を1回転させることによって、方位発信器による絶
対回転角度なしに、ゼロクロス信号を発生させるゼロク
ロスモードによって、ゼロクロス点を検出することがで
きる。The azimuth servomotor 29 includes a stator 29-1 made of a toroidal three-phase winding and a rotor 2 made of a permanent magnet.
9-2 is included. First, the predetermined two windings of the three-phase winding are excited, the rotor 29-2 of the azimuth servo motor is rotated to a predetermined position, and further the two windings are sequentially excited to rotate the rotor 29.
By rotating -2 once, the zero-cross point can be detected by the zero-cross mode in which the zero-cross signal is generated without the absolute rotation angle by the azimuth transmitter.
【0048】方位サーボモータ29はトロイダル3相巻
線よりなる固定子29−1と永久磁石よりなる回転子2
9−2を含む。ゼロクロス信号検出後、方位サーボ演算
部61によって固定子29−1と回転子29−2の間の
相対的な位置関係が演算され、3相巻線のうちの最初に
励磁される2巻線が選択される。更に順次2巻線を励磁
することによって、方位サーボモータ29の回転子29
−2を回転角360°以内で自由に回転せることができ
る。The azimuth servomotor 29 includes a stator 29-1 made of a toroidal three-phase winding and a rotor 2 made of a permanent magnet.
9-2 is included. After detection of the zero-cross signal, the azimuth servo calculation unit 61 calculates the relative positional relationship between the stator 29-1 and the rotor 29-2, and the first two windings of the three-phase windings are excited. To be selected. By further exciting two windings in sequence, the rotor 29 of the azimuth servomotor 29 is
-2 can be freely rotated within a rotation angle of 360 °.
【0049】方位発信器は、インクリメンタル方式の方
位エンコーダ31を使用し、ゼロクロスを具備する。本
発明によると、ゼロクロスを迅速に検出するゼロクロス
モードが作動される。ゼロクロスモードでは、最初にゼ
ロクロス発信器に対応した位置の2つの巻線を励磁し、
それによってゼロクロスが検出されない時は次に隣接す
る2巻線を励磁する。それによって、方位サーボモータ
29の回転子29−2を1回転させることなく最少の回
転角度にて且つ短時間でゼロクロスを検出することがで
きる。The azimuth transmitter uses an azimuth encoder 31 of the incremental type and has a zero cross. According to the invention, the zero-cross mode is activated, which detects the zero-cross quickly. In the zero-cross mode, first the two windings at the positions corresponding to the zero-cross oscillator are excited,
As a result, when the zero cross is not detected, the next two adjacent windings are excited. Thereby, the zero cross can be detected at the minimum rotation angle and in a short time without rotating the rotor 29-2 of the azimuth servo motor 29 once.
【0050】本発明によると、ゼロクロスモードの次に
ラストアジマスモードが作動される。ラストアジマスモ
ードでは、起動時に追従軸即ち方位軸17を強制的に回
転させて、ジャイロの指北端が真北方向を向くように配
置する。それによって、起動時に短時間でジャイロを使
用することができる。According to the present invention, the zero-cross mode is followed by the last-minute mode. In the last azimuth mode, the follow-up axis, that is, the azimuth axis 17 is forcibly rotated at the time of activation, and the gyro is arranged so that the north end of the finger faces the true north direction. As a result, the gyro can be used in a short time at startup.
【0051】[0051]
【実施例】以下に図1〜図11を参照して本発明の実施
例について説明する。図1に本発明によるジャイロコン
パスの概念図を示す。本例のジャイロコンパスはフレッ
クスジャイロ又はTDG(tuned dry gyr
o)11を有し、斯かるTDG11はブロック13に装
着されている。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a conceptual diagram of a gyro compass according to the present invention. The gyro compass of this example is a flex gyro or a TDG (tuned dry gyr).
o) 11 and such TDG 11 is mounted on the block 13.
【0052】ここで図示のように、ブロック13に固定
したXYZ座標系を考え、垂直方向にZ軸をとり、水平
面内に互いに直交するX軸及びY軸をとる。As shown in the figure, the XYZ coordinate system fixed to the block 13 is considered, and the Z axis is taken in the vertical direction, and the X axis and the Y axis which are orthogonal to each other are taken in the horizontal plane.
【0053】ジャイロのスピン軸線はX軸に沿って配置
され、ジャイロの指北端を図示のようにX軸の正の方向
にとると、Y軸は東西方向に沿って配置される。ブロッ
ク13はY軸周りに回転可能に追従環15によって支持
されており、斯かる追従環15はZ軸に沿った追従軸1
7を有し、斯かる追従軸17はZ軸周りに回転可能に基
台10に装着されている。こうして、ブロック13はY
軸及びZ軸の2軸周りに回転可能に支持されている。The spin axis of the gyro is arranged along the X-axis, and when the north end of the finger of the gyro is set in the positive direction of the X-axis as shown, the Y-axis is arranged along the east-west direction. The block 13 is supported by a follower ring 15 so as to be rotatable around the Y axis, and the follower ring 15 follows the follower axis 1 along the Z axis.
7, the follower shaft 17 is mounted on the base 10 so as to be rotatable around the Z axis. Thus, block 13 is Y
It is rotatably supported around two axes, the axis and the Z axis.
【0054】ブロック13には南北方向の傾斜即ちY軸
周りの回転傾斜θを検出する南北傾斜計又は南北加速度
計21と東西方向の傾斜即ちX軸周りの回転傾斜σを検
出する東西傾斜計又は東西加速度計23が装着されてい
る。The block 13 includes a north-south inclinometer or a north-south accelerometer 21 for detecting a tilt in the north-south direction, that is, a rotation tilt θ around the Y-axis, and an east-west inclinometer for detecting a tilt in the east-west direction, that is, a rotation tilt σ around the X-axis, or The east-west accelerometer 23 is attached.
【0055】更に、追従環15のY軸に沿って水平サー
ボモータ又は水平DST(ダイレクト・サーボ・トル
カ)27が装着され、追従軸17に沿って方位サーボモ
ータ又は方位DST(ダイレクト・サーボ・トルカ)2
9が装着されている。追従軸17の下方には方位エンコ
ーダ31が装着されており、斯かる方位エンコーダ31
によって追従軸17のZ軸周りの回転角が検出される。Further, a horizontal servomotor or a horizontal DST (direct servo torquer) 27 is attached along the Y axis of the follower ring 15, and an azimuth servomotor or direction DST (direct servo torquer) is attached along the follower axis 17. ) 2
9 is attached. An azimuth encoder 31 is attached below the tracking shaft 17, and the azimuth encoder 31
The rotation angle of the follow-up shaft 17 around the Z axis is detected by.
【0056】TDG11にはジャイロケースに対するジ
ャイロロータの変位を検出する(図示しない)ピックア
ップが装着されており、斯かるピックアップはジャイロ
ロータのY軸周りの角度変位及びZ軸周りの角度変位を
検出するように配置されている。ジャイロロータのY軸
周りの角度変位を検出するピックアップは水平ピックア
ップと称され、ジャイロロータのZ軸周りの角度変位を
検出するピックアップは方位ピックアップと称される。
また、TDG11にはジャイロロータをY軸周り及びZ
軸周りにトルキングする(図示しない)Yトルカ及びZ
トルカが設けられている。The TDG 11 is equipped with a pickup (not shown) for detecting the displacement of the gyro rotor with respect to the gyro case. Such pickup detects the angular displacement of the gyro rotor about the Y axis and the Z axis. Are arranged as follows. A pickup that detects the angular displacement of the gyro rotor about the Y axis is called a horizontal pickup, and a pickup that detects the angular displacement of the gyro rotor about the Z axis is called an azimuth pickup.
In addition, the TDG 11 has a gyro rotor around the Y-axis and Z-axis.
Torque around the axis (not shown) Y Toruca and Z
ToruCa is provided.
【0057】ジャイロケースとジャイロロータの間に垂
直軸線(Z軸)周りの角度変位が生ずると、斯かる角度
変位は方位ピックアップによって検出され、斯かる角度
変位信号は方位サーボ演算部61に供給される。方位サ
ーボ演算部61よりコンミュテータ制御回路63を介し
て方位サーボモータ29に駆動信号が供給される。それ
によってTDG11はZ軸周りに回転駆動され、ジャイ
ロケースとジャイロロータの間の垂直軸線(Z軸)周り
の角度変位がゼロとなるように制御される。When an angular displacement around the vertical axis (Z axis) occurs between the gyro case and the gyro rotor, the angular displacement is detected by the azimuth pickup, and the angular displacement signal is supplied to the azimuth servo computing section 61. It A drive signal is supplied from the azimuth servo calculation unit 61 to the azimuth servo motor 29 via the commutator control circuit 63. As a result, the TDG 11 is rotationally driven around the Z axis, and is controlled so that the angular displacement around the vertical axis (Z axis) between the gyro case and the gyro rotor becomes zero.
【0058】同様に、ジャイロケースとジャイロロータ
の間に水平軸線(Y軸)周りの角度変位が生ずると、斯
かる角度変位は水平ピックアップによって検出され、斯
かる角度変位信号は水平サーボ演算部65に供給され
る。水平サーボ演算部65より水平サーボモータ27に
駆動信号が供給される。それによってTDG11はY軸
周りに回転駆動され、ジャイロケースとジャイロロータ
の間の水平軸線(Y軸)周りの角度変位がゼロとなるよ
うに制御される。Similarly, when an angular displacement around the horizontal axis (Y-axis) occurs between the gyro case and the gyro rotor, the angular displacement is detected by the horizontal pickup, and the angular displacement signal is detected by the horizontal servo calculating section 65. Is supplied to. A drive signal is supplied from the horizontal servo calculator 65 to the horizontal servo motor 27. As a result, the TDG 11 is rotationally driven about the Y axis, and is controlled so that the angular displacement between the gyro case and the gyro rotor about the horizontal axis (Y axis) becomes zero.
【0059】この作用によってジャイロには水平軸線
(Y軸)及び垂直軸線(Z軸)周りのいかなる外乱トル
クも印加されない。Due to this action, no disturbance torque about the horizontal axis (Y axis) and the vertical axis (Z axis) is applied to the gyro.
【0060】次に本例のジャイロコンパスの指北作用に
ついて説明する。ジャイロコンパスの指北作用は、ジャ
イロコンパスの取り付け面が水平面上にある場合、TD
G11のYトルカによってジャイロロータにY軸周り、
即ち水平軸周りにトルクKθ(Kは安定器定数又は指北
定数である。)を付与することによって得られる。しか
しながら、ジャイロコンパスの取り付け面が東西方向に
傾斜した場合、本例のジャイロコンパスの支持機構は東
西系の自由度(X軸周りの自由度)がないため、Yトル
カによってジャイロロータに付与すべきトルクKθを分
割して付与する必要がある。Next, the finger pointing action of the gyro compass of this example will be described. The finger pointing action of the gyro compass is TD when the mounting surface of the gyro compass is on a horizontal plane.
G11 Y Toluca turns the gyro rotor around the Y axis,
That is, it is obtained by applying a torque Kθ (K is a ballast constant or a finger north constant) around the horizontal axis. However, when the mounting surface of the gyro compass is tilted in the east-west direction, the support mechanism of the gyro compass of this example does not have the east-west system freedom (degree of freedom around the X axis), and should be given to the gyro rotor by the Y torquer. The torque Kθ needs to be divided and applied.
【0061】YトルカによってジャイロロータをY軸周
りにトルキングするためのトルキング信号をTY とし、
ZトルカによってジャイロロータをZ軸周りにトルキン
グするためのトルキング信号をTZ とする。斯かるトル
キング信号TY 、TZ は次の式によって表される。Let T Y be the torqueing signal to torque the gyro rotor around the Y axis by the Y torquer.
A torqueing signal for torqued the gyro rotor about the Z axis by the Z torquer is represented by T Z. The torqueing signals T Y and T Z are represented by the following equation.
【0062】[0062]
【数2】TY =Kθcosσ TZ =−Kθsinσ## EQU2 ## T Y = Kθ cos σ T Z = −K θ sin σ
【0063】ここで、θは南北加速度計21の出力信号
(南側上昇を+とする。)、σは東西加速度計23の出
力信号(西側上昇を+とする。)である。またKは指北
定数である。Here, θ is the output signal of the north-south accelerometer 21 (the rise in the south side is +), and σ is the output signal of the east-west accelerometer 23 (the rise in the west is +). K is the Shihoku constant.
【0064】南北加速度計21から出力された回転傾斜
信号θ及び東西加速度計23から出力された回転傾斜信
号σはコンパス演算部35に供給される。コンパス演算
部35は、数2の式によってトルキング信号TY 、TZ
を演算する。斯かるトルキング信号TY 、TZ は、コン
パス演算部35より水平トルキング回路36及び方位ト
ルキング回路37を経由して、それぞれTDG11のY
トルカ及びZトルカに供給される。The rotation tilt signal θ output from the north-south accelerometer 21 and the rotation tilt signal σ output from the east-west accelerometer 23 are supplied to the compass calculator 35. The compass calculator 35 calculates the torque signals T Y and T Z according to the equation (2).
Is calculated. These torqueing signals T Y and T Z are passed from the compass calculation unit 35 through the horizontal torqueing circuit 36 and the direction torqueing circuit 37, respectively, and are output from the Y of the TDG 11.
Supplied to Toluca and Z Toluca.
【0065】TDG11のYトルカ及びZトルカによっ
てジャイロロータはY軸周りに、即ち水平軸線周りにト
ルキングされる。このトルキング量は、「スピン軸の水
平面に対する傾斜に比例したトルクをジャイロの水平軸
周りに加える。」ことになる。こうして、数1の式にて
示したモーメントMと等価なモーメントが生成され、ジ
ャイロケースに指北力が付与され、ジャイロコンパスが
構成される。The Y torquer and Z torquer of the TDG 11 torque the gyro rotor about the Y axis, that is, about the horizontal axis. This torqueing amount is “to apply a torque proportional to the inclination of the spin axis with respect to the horizontal plane about the horizontal axis of the gyro”. In this way, a moment equivalent to the moment M shown in the equation of Formula 1 is generated, the finger north force is applied to the gyro case, and the gyro compass is configured.
【0066】図2及び図3を参照して本発明のジャイロ
コンパスの例を説明する。図2は本例のジャイロコンパ
スの正面構成を示し、図3は本例のジャイロコンパスの
平面構成を示す。本例のジャイロコンパスは盤器41と
斯かる盤器41に装着された円筒形状のカバー43とを
有する。カバー43内にて、TDG11はブロック13
に装着されており、ブロック13は追従環15によって
Y軸周りに回転可能に支持されている。An example of the gyro compass of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the front structure of the gyro compass of this example, and FIG. 3 shows the plan structure of the gyro compass of this example. The gyrocompass of this example has a board 41 and a cylindrical cover 43 attached to the board 41. In the cover 43, the TDG 11 is in the block 13
The block 13 is supported by a follower ring 15 so as to be rotatable around the Y axis.
【0067】図2に示すように、ブロック13は東西方
向両側に水平軸13A、13Bを有し、斯かる水平軸1
3A、13Bは対応して配置された追従環15の軸受け
19A、19Bの内輪に嵌合している。斯かるブロック
13には、X軸に沿って南北傾斜計又は南北加速度計2
1が装着されている。追従環15には、Y軸に沿って東
西傾斜計又は東西加速度計23と水平サーボモータ27
が装着されている。As shown in FIG. 2, the block 13 has horizontal axes 13A and 13B on both sides in the east-west direction.
3A and 13B are fitted to the inner rings of the bearings 19A and 19B of the follower ring 15 which are arranged correspondingly. The block 13 includes a north-south inclinometer or north-south accelerometer 2 along the X-axis.
1 is attached. The follower ring 15 has an east-west inclinometer or east-west accelerometer 23 and a horizontal servomotor 27 along the Y-axis.
Is installed.
【0068】水平サーボモータ27は図12及び図13
を参照して説明した水平サーボモータ141と同様な歯
車及びピニオンを使用しないパンケーキ型の直動式であ
ってよく、ブロック13の水平軸13A、13B取り付
けられた内側の回転子27−1とそれに対応して追従環
15に取り付けられた外側の固定子27−2とを含む。The horizontal servomotor 27 is shown in FIGS.
It may be a pancake type direct-acting type that does not use gears and pinions similar to the horizontal servomotor 141 described with reference to the inner rotor 27-1 attached to the horizontal shafts 13A and 13B of the block 13. Correspondingly, an outer stator 27-2 attached to the follower ring 15 is included.
【0069】追従環15の下側にはプラットホーム49
が装着されており、斯かるプラットホーム49には方位
軸即ち追従軸17が装着されている。A platform 49 is provided below the follower ring 15.
Is mounted on the platform 49, and the azimuth axis, that is, the tracking axis 17, is mounted on the platform 49.
【0070】プラットホーム49の下側にはロータリー
トランス45と方位サーボモータ29と方位エンコーダ
31が配置されている。ロータリートランス45は盤器
41に装着された下側のステータ45−1とプラットホ
ーム49に装着された上側のロータ45−2とを有す
る。本例によるとスリップリングの代わりにロータリー
トランス45を使用することによってスリップリングの
有する欠点が除去される。Below the platform 49, a rotary transformer 45, a direction servo motor 29, and a direction encoder 31 are arranged. The rotary transformer 45 has a lower stator 45-1 mounted on the board 41 and an upper rotor 45-2 mounted on the platform 49. According to the present example, by using the rotary transformer 45 instead of the slip ring, the drawbacks of the slip ring are eliminated.
【0071】方位サーボモータ29は、盤器41に装着
された外側の固定子29−1とプラットホーム49に装
着された内側の回転子29−2とを有する。方位エンコ
ーダ31は図12及び図13を参照して説明した方位エ
ンコーダ147と同様な構造であってよく、追従軸17
の下端部に装着されたカップリング47に取り付けられ
た内側の軸部31−1とそれに対応して盤器41に取り
付けられた外側の固定子31−2とを含む。The azimuth servomotor 29 has an outer stator 29-1 mounted on the board 41 and an inner rotor 29-2 mounted on the platform 49. The azimuth encoder 31 may have the same structure as the azimuth encoder 147 described with reference to FIG. 12 and FIG.
Includes an inner shaft portion 31-1 attached to the coupling 47 attached to the lower end portion of and a corresponding outer stator 31-2 attached to the board 41.
【0072】追従環15とプラットホーム49と追従軸
17とロータリートランス45のロータ45−2と方位
サーボモータ29の回転子29−1と方位エンコーダ3
1の軸部31−1とは回転部を構成し、斯かる回転部は
プラットホーム49に装着された軸受け53Aと追従軸
17に装着された軸受け51によって回転可能に支持さ
れている。Follower ring 15, platform 49, follower shaft 17, rotor 45-2 of rotary transformer 45, rotor 29-1 of direction servomotor 29, and direction encoder 3.
The first shaft portion 31-1 constitutes a rotating portion, and the rotating portion is rotatably supported by the bearing 53A mounted on the platform 49 and the bearing 51 mounted on the follow-up shaft 17.
【0073】図4にTDG11即ちフレックスジャイロ
の構成例を示す。TDG又はフレックスジャイロの詳細
は例えば、本願出願人と同一の出願人によって昭和60
年5月15日に出願された特願昭第60−103083
号(特開昭61−260117号)を参照されたい。FIG. 4 shows a structural example of the TDG 11, that is, the flex gyro. Details of the TDG or the flex gyro are, for example, by the same applicant as the applicant of the present application, 1985
Japanese Patent Application No. 60-103083 filed on May 15, 2015
Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-260117.
【0074】図示のように、TDG11のXYZ軸をと
る。ジャイロロータのスピン軸線に沿ってX軸をとり、
それに垂直に互いに直交するY軸及びZ軸をとる。斯か
る座標系は図1にてブロック13にとったXYZ軸のX
軸、Y軸及びZ軸に整合している。As shown, the XYZ axes of the TDG 11 are taken. Taking the X axis along the spin axis of the gyro rotor,
A Y axis and a Z axis perpendicular to each other are taken. The coordinate system is the X-axis of the XYZ axes taken in block 13 in FIG.
It is aligned with the axes, Y and Z.
【0075】フレックスジャイロはハウジング151と
該ハウジング151の上側に装着された上側キャップ1
53と下側に装着された下側キャップ155とを有す
る。ハウジング151と上側及び下側キャップ153、
155とによってジャイロケースが構成される。ハウジ
ング151の上面と上側キャップ153の間に上側室が
形成され、ハウジング151の下面と下側キャップ15
5の間に下側室が形成される。The flex gyro includes a housing 151 and an upper cap 1 mounted on the upper side of the housing 151.
53 and a lower cap 155 attached to the lower side. Housing 151 and upper and lower caps 153,
A gyro case is constituted by 155. An upper chamber is formed between the upper surface of the housing 151 and the upper cap 153, and the lower surface of the housing 151 and the lower cap 15 are formed.
A lower chamber is formed between 5.
【0076】上側室にはジャイロロータ159が配置さ
れており、斯かるジャイロロータ159はフレックスヒ
ンジ161によって弾性的に支持されている。フレック
スヒンジ161には軸165が装着されており、斯かる
軸165は玉軸受け157を介してハウジング151の
内側円筒状突出部151Aの中心孔に支持されている。A gyro rotor 159 is arranged in the upper chamber, and the gyro rotor 159 is elastically supported by a flex hinge 161. A shaft 165 is attached to the flex hinge 161, and the shaft 165 is supported by a center hole of an inner cylindrical protruding portion 151A of the housing 151 via a ball bearing 157.
【0077】下側室にはモータ167が配置されてお
り、斯かるモータ167は固定子167−1とそれに対
応した回転子167−2を有する。固定子167−1は
ハウジング151の外側円筒状突出部151Bの内側壁
に装着され、回転子167−2は固定子167−1に囲
まれるように軸165の下端部に装着されている。A motor 167 is arranged in the lower chamber, and the motor 167 has a stator 167-1 and a rotor 167-2 corresponding thereto. The stator 167-1 is mounted on the inner wall of the outer cylindrical protrusion 151B of the housing 151, and the rotor 167-2 is mounted on the lower end of the shaft 165 so as to be surrounded by the stator 167-1.
【0078】ジャイロロータ159とフレックスヒンジ
161と軸165と回転子167−2は一体的な組立体
を構成し、軸165の中心軸線周りに高速回転すること
ができるように構成されている。軸165の中心軸線、
即ち、斯かる組立体の回転軸線はジャイロロータのスピ
ン軸線である。The gyro rotor 159, the flex hinge 161, the shaft 165, and the rotor 167-2 form an integral assembly, and are configured so that they can rotate at high speed around the central axis of the shaft 165. The central axis of the shaft 165,
That is, the axis of rotation of such an assembly is the spin axis of the gyro rotor.
【0079】モータの固定子167−1の巻線に交流電
圧が印加されると、それによって生成された回転磁界が
モータの回転子167−2に作用する。それによって、
トルクが生じ、モータの回転子167−2は固定子16
7−1に対して回転する。こうして、組立体159、1
61、165、167−2はX軸周りに回転し、ジャイ
ロロータ159はスピン軸線周りに高速回転する。When an AC voltage is applied to the winding of the motor stator 167-1, the rotating magnetic field generated thereby acts on the rotor 167-2 of the motor. Thereby,
Torque is generated and the rotor 167-2 of the motor is
Rotate with respect to 7-1. Thus, the assemblies 159, 1
61, 165, 167-2 rotate around the X axis, and the gyro rotor 159 rotates at high speed around the spin axis.
【0080】上側室には、ジャイロロータ159にY軸
及びZ軸周りのトルクを加えるトルカ171が設けられ
ている。このトルカ171は、図1を参照して説明した
TDG11のYトルカ及びZトルカに相当する。斯かる
トルカ171は、ジャイロロータ159に装着された環
状の永久磁石171−1とそれに対応してハウジング1
51の上面に装着されたトルカコイル171−2とを含
む。トルカコイル171−2はジャイロロータ159の
環状溝159A内に且つそれより隔置して配置されてい
る。The upper chamber is provided with a torquer 171 for applying a torque around the Y axis and the Z axis to the gyro rotor 159. This Toruca 171 corresponds to the Y Toruca and Z Toruca of the TDG 11 described with reference to FIG. Such a torquer 171 includes an annular permanent magnet 171-1 mounted on the gyro rotor 159 and the housing 1 corresponding thereto.
And a Toruca coil 171-2 mounted on the upper surface of 51. The Toruca coil 171-2 is arranged in the annular groove 159A of the gyro rotor 159 and at a distance from the annular groove 159A.
【0081】図示の矢印のように、永久磁石171−1
を通りジャイロロータ159の環状溝159Aに沿って
磁気回路Φが形成される。斯かる磁気回路とトルカコイ
ル171−2によって発生する磁界との共働によって、
トルクが生成される。As shown by the arrow in the figure, the permanent magnet 171-1
A magnetic circuit Φ is formed along the annular groove 159A of the gyro rotor 159. By the cooperation of such a magnetic circuit and the magnetic field generated by the Toruca coil 171-2,
Torque is generated.
【0082】上側室には、更にピックアップ173が配
置されている。このピックアップ173は、図1を参照
して説明したTDG11の水平ピックアップ及び方位ピ
ックアップに相当する。ピックアップ173はトルカ1
71に隣接してハウジング151の上面に装着されてい
る。A pickup 173 is further arranged in the upper chamber. The pickup 173 corresponds to the horizontal pickup and the azimuth pickup of the TDG 11 described with reference to FIG. Pickup 173 is ToruCa 1
It is mounted on the upper surface of the housing 151 adjacent to 71.
【0083】ジャイロロータ159が高速回転している
間に、スピン軸線に直交するY軸又はZ軸周りの角速度
がハウジング151に作用した場合を考える。ジャイロ
の方向保持性によってジャイロロータ159は慣性空間
に対してその位置を保持する。従って、ジャイロロータ
159は、ハウジング151に対して相対的にY軸又は
Z軸周り回転変位する。ジャイロロータ159のY軸周
りの回転偏倚量又はZ軸周り回転偏倚量は、ピックアッ
プ173によって検出される。Consider a case where the angular velocity about the Y axis or the Z axis orthogonal to the spin axis acts on the housing 151 while the gyro rotor 159 is rotating at a high speed. The gyro rotor retains its position relative to the inertial space by virtue of its orientation retention. Therefore, the gyro rotor 159 is rotationally displaced relative to the housing 151 about the Y axis or the Z axis. The amount of rotational deviation of the gyro rotor 159 around the Y axis or the amount of rotational deviation around the Z axis is detected by the pickup 173.
【0084】図5、図6及び図9を参照して本例の方位
サーボモータ29の構成と動作を説明する。図5Aに示
すように、本例の方位サーボモータ29は、例えばダイ
レクト・サーボ・トルカ(DST)であってよく、外側
の固定子29−1は3対のコイルを含み、内側の回転子
29−2は永久磁石Mを含む。3対のコイルA−D、B
−E、C−Fの各々は、互いに直径方向両側に配置さ
れ、永久磁石MのN極及びS極即ち両端部は湾曲して形
成されており、3対のコイルとの間に僅かな隙間が形成
されている。The configuration and operation of the azimuth servomotor 29 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 9. As shown in FIG. 5A, the azimuth servo motor 29 in this example may be, for example, a direct servo torquer (DST), the outer stator 29-1 includes three pairs of coils, and the inner rotor 29. -2 includes a permanent magnet M. 3 pairs of coils A-D, B
-E and CF are arranged on both sides in the diametrical direction with respect to each other, and the N pole and S pole of the permanent magnet M, that is, both ends are formed to be curved, and a slight gap is provided between the three pairs of coils. Are formed.
【0085】図6に3対のコイルA−D、B−E、C−
Fの接続を示す。各対のコイルは直列に接続されてい
る。各コイルの両端の端子に付された数字のうち同一の
数字は接続される、例えば、コイルAの端子2とコイル
Dの端子2は接続される。こうして直列に接続された3
対のコイルは、図6Bに示すように、一点0にて接続さ
れ星形が形成される。FIG. 6 shows three pairs of coils A-D, B-E and C-.
The connection of F is shown. The coils of each pair are connected in series. The same numbers among the numbers attached to the terminals at both ends of each coil are connected, for example, the terminal 2 of the coil A and the terminal 2 of the coil D are connected. 3 connected in series
The pair of coils are connected at one point 0 to form a star shape, as shown in FIG. 6B.
【0086】次に方位サーボモータ29の動作を説明す
る。図5B及び図6Bに示すように、隣接する2対のコ
イルに励磁電流が供給される。それによって永久磁石M
に偶力が作用し、永久磁石Mは励磁電流が供給されてい
ない対のコイルに近接するように配置される。例えば、
第1及び第2の対のコイルA−D、B−Eが励磁される
と、永久磁石Mは第3のコイルC−Fに近接して、即
ち、コイルCとコイルFの間に配置される。Next, the operation of the azimuth servo motor 29 will be described. As shown in FIG. 5B and FIG. 6B, an exciting current is supplied to two adjacent pairs of coils. Thereby the permanent magnet M
Is applied to the permanent magnet M, and the permanent magnet M is arranged so as to be close to the pair of coils to which the exciting current is not supplied. For example,
When the first and second pairs of coils A-D, B-E are excited, the permanent magnet M is placed close to the third coil C-F, that is, between the coils C and F. It
【0087】このとき生ずる偶力の領域は±90°であ
り、斯かる偶力によって回転子29−2を360°まで
回転させることはできない。しかしながら、図5Bに示
すように、隣接する2対のコイルに順次励磁電流を供給
することによって、回転子29−2を360°内で自由
に回転させることができる。The region of the couple generated at this time is ± 90 °, and the rotor 29-2 cannot be rotated up to 360 ° by such couple. However, as shown in FIG. 5B, the rotor 29-2 can be freely rotated within 360 ° by sequentially supplying the exciting current to the two adjacent coils.
【0088】図1及び図9に示すように、方位サーボ演
算部61は方位エンコーダ31の出力信号を入力して方
位軸17の方位角φを演算する。それによって、固定子
29−1に対する回転子29−2の相対的位置を判定
し、方位サーボモータ29の3対のコイルA−D、B−
E、C−Fのうち2対のコイルを選択する。斯かる命令
信号はミュテータ制御回路63を経由して方位サーボモ
ータ29に供給される。それによって選択された2対の
コイルが励磁され、永久磁石Mに偶力が作用し、回転子
29−2が回転する。As shown in FIGS. 1 and 9, the azimuth servo calculator 61 receives the output signal of the azimuth encoder 31 and calculates the azimuth angle φ of the azimuth axis 17. Thereby, the relative position of the rotor 29-2 with respect to the stator 29-1 is determined, and the three pairs of coils A-D, B- of the azimuth servomotor 29 are determined.
Two pairs of coils are selected from E and C-F. The command signal is supplied to the azimuth servomotor 29 via the mutator control circuit 63. The two pairs of coils selected thereby are excited, the couple acts on the permanent magnet M, and the rotor 29-2 rotates.
【0089】次に図7を参照してロータリートランス4
5の構成及び動作を説明する。ロータリートランス45
は上側のロータ45−1と下側のステータ45−2とを
有する。図示のようにロータ45−1とステータ45−
2との間に生成される磁気回路MFによって電気信号が
伝達される。本例のロータリートランス45は図示のよ
うに3チャンネルを有する。外側の第1のチャンネルC
H1は電源供給用であり、第2のチャンネルCH2はデ
ィジタル信号による双方向シリアル通信用であり、内側
の第3のチャンネルCH3は方位ピックアップの出力信
号の送信用である。Next, referring to FIG. 7, the rotary transformer 4
The configuration and operation of No. 5 will be described. Rotary transformer 45
Has an upper rotor 45-1 and a lower stator 45-2. As shown, the rotor 45-1 and the stator 45-
An electric signal is transmitted by the magnetic circuit MF generated between the two. The rotary transformer 45 of this example has three channels as shown. Outer first channel C
H1 is for power supply, the second channel CH2 is for bidirectional serial communication by digital signals, and the inner third channel CH3 is for transmission of the output signal of the azimuth pickup.
【0090】図8及び図9を参照して、ロータリートラ
ンス45を経由して送受信される信号と制御ループを説
明する。図8はロータリートランス45のロータ45−
1側に配置された制御回路を示し、図9はロータリート
ランス45のステータ45−2側に配置された制御回路
を示す。The signals transmitted and received via the rotary transformer 45 and the control loop will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. 8 shows a rotor 45 of the rotary transformer 45-
1 shows the control circuit arranged on the first side, and FIG. 9 shows the control circuit arranged on the stator 45-2 side of the rotary transformer 45.
【0091】先ず第1のチャンネルCH1を経由して送
受信される信号を説明する。ロータリートランス45の
ステータ45−2側に電源回路82が配置されており、
斯かる電源回路82からの交流電源は第1のチャンネル
CH1を経由してロータ45−1側の整流回路81に供
給される。斯かる整流回路81によって得られた直流電
源は水平サーボモータ29用電源、TDG11のジャイ
ロロータ駆動用電源、南北加速度計21及び東西加速度
計23用の電源、制御回路用電源として使用される。First, a signal transmitted / received via the first channel CH1 will be described. A power supply circuit 82 is arranged on the stator 45-2 side of the rotary transformer 45,
The AC power source from the power source circuit 82 is supplied to the rectifier circuit 81 on the rotor 45-1 side via the first channel CH1. The DC power source obtained by the rectifier circuit 81 is used as a power source for the horizontal servo motor 29, a power source for driving the gyro rotor of the TDG 11, a power source for the north-south accelerometer 21 and the east-west accelerometer 23, and a power source for a control circuit.
【0092】尚、TDG11のジャイロロータ、方位ピ
ックアップ及び水平ピックアップには交流電源が使用さ
れるが、電源回路82からの交流電源周波数をジャイロ
ロータ用電源周波数及びピックアップ励磁周波数とする
ことによって、プラットホーム49上にジャイロロータ
用電源、ピックアップ励磁用電源を設ける必要がなくな
る。An AC power supply is used for the gyro rotor, azimuth pickup, and horizontal pickup of the TDG 11, but by using the AC power supply frequency from the power supply circuit 82 as the gyro rotor power supply frequency and the pickup excitation frequency, the platform 49 is used. It is not necessary to provide a power supply for the gyro rotor and a power supply for pickup excitation on the top.
【0093】次に、第2のチャンネルCH2を経由して
送受信される信号を説明する。ロータリートランス45
のステータ45−2側に配置された方位サーボ演算部6
1によって航行体の方位角φが演算される。斯かる方位
角信号φと航行体の速度信号Vと緯度信号λは、インタ
ーフェイス部78を経由してステータ45−2側のディ
ジタルシリアル通信回路77に供給される。Next, a signal transmitted / received via the second channel CH2 will be described. Rotary transformer 45
Azimuth servo calculator 6 arranged on the stator 45-2 side of the
The azimuth angle φ of the navigation vehicle is calculated by 1. The azimuth signal φ, the speed signal V of the navigation vehicle, and the latitude signal λ are supplied to the digital serial communication circuit 77 on the stator 45-2 side via the interface unit 78.
【0094】斯かる信号は更にディジタルシリアル通信
回路77よりロータリートランス45の第2のチャンネ
ルCH2を経由してロータ45−1側のディジタルシリ
アル通信回路75に供給される。ディジタルシリアル通
信回路75より供給されたディジタル信号はコンパス演
算部35に供給される。電源用周波数に対してディジタ
ルシリアル通信用周波数を約2〜100倍とすることに
よって、電源回路82とディジタルシリアル通信回路7
7の間の干渉は回避される。Such a signal is further supplied from the digital serial communication circuit 77 to the digital serial communication circuit 75 on the rotor 45-1 side via the second channel CH2 of the rotary transformer 45. The digital signal supplied from the digital serial communication circuit 75 is supplied to the compass calculator 35. By making the frequency for digital serial communication about 2 to 100 times the frequency for power supply, the power supply circuit 82 and the digital serial communication circuit 7
Interference between 7 is avoided.
【0095】一方、2つの加速度計21、23の出力信
号はAD変換器72に供給されてディジタル信号に変換
され、コンパス演算部35に供給される。コンパス演算
部35は上述のように、数2の式の演算を行う。それに
よって得られたトルキング信号TY 、TZ は各トルキン
グ回路36、37に供給される。On the other hand, the output signals of the two accelerometers 21 and 23 are supplied to the AD converter 72, converted into digital signals, and supplied to the compass calculator 35. As described above, the compass calculation unit 35 calculates the equation (2). The torqueing signals T Y and T Z obtained thereby are supplied to the torquer circuits 36 and 37.
【0096】最後に、第3のチャンネルCH3を経由し
て送受信される信号を説明する。TDG11に装着され
た水平ピックアップ及び方位ピックアップの出力信号は
AD変換器71によってディジタル信号に変換される。
水平ピックアップディジタル信号は水平サーボ演算部6
5を経由して水平サーボモータ29に供給される。一
方、方位ピックアップディジタル信号は、ディジタルシ
リアル通信回路74に供給され、第3のチャンネルCH
3を経由してジャイロロータのステータ45−2側のデ
ィジタルシリアル通信回路76に供給される。方位ピッ
クアップディジタル信号は、斯かるディジタルシリアル
通信回路76より、方位サーボ演算部61に供給され
る。Finally, a signal transmitted / received via the third channel CH3 will be described. The output signals of the horizontal pickup and the azimuth pickup mounted on the TDG 11 are converted into digital signals by the AD converter 71.
The horizontal pickup digital signal is used by the horizontal servo calculation unit 6
It is supplied to the horizontal servo motor 29 via 5. On the other hand, the azimuth pickup digital signal is supplied to the digital serial communication circuit 74, and the third channel CH
3 is supplied to the digital serial communication circuit 76 on the stator 45-2 side of the gyro rotor. The azimuth pickup digital signal is supplied from the digital serial communication circuit 76 to the azimuth servo calculation unit 61.
【0097】一方、方位サーボ演算部61は方位エンコ
ーダ31より出力された回転角信号LSBを入力して絶
対回転角度、即ち、方位角φを演算し、それをジャイロ
信号として外部に供給する。尚、方位サーボ演算部61
の出力信号はコンミュテータ制御回路63を経由して方
位サーボモータ29に供給される。On the other hand, the azimuth servo calculation unit 61 inputs the rotation angle signal LSB output from the azimuth encoder 31 to calculate the absolute rotation angle, that is, the azimuth angle φ, and supplies it as a gyro signal to the outside. Incidentally, the direction servo calculation unit 61
Is output to the azimuth servomotor 29 via the commutator control circuit 63.
【0098】本例によると、図8に示すように、ジャイ
ロロータのロータ45−1側には、整流回路81、トル
キング回路36、37、コンパス演算部35、水平サー
ボ演算部65、AD変換回路71、72、ディジタルシ
リアル通信回路74、75が配置され、これらは例えば
プラットホーム49に装着されてよい。According to this example, as shown in FIG. 8, on the rotor 45-1 side of the gyro rotor, the rectifying circuit 81, the torqueing circuits 36 and 37, the compass calculating section 35, the horizontal servo calculating section 65, and the AD converting circuit are provided. 71 and 72 and digital serial communication circuits 74 and 75 are arranged, and these may be mounted on the platform 49, for example.
【0099】また、図9に示すように、ジャイロロータ
のステータ45−2側に配置された電源回路82、ディ
ジタルシリアル通信回路76、77、インターフエイス
部78、方位サーボ演算部61、コンミュテータ制御回
路63等は、例えば、盤器41に装着されてよい。Further, as shown in FIG. 9, the power supply circuit 82 arranged on the stator 45-2 side of the gyro rotor, the digital serial communication circuits 76 and 77, the interface section 78, the azimuth servo operation section 61, and the commutator control circuit. 63 and the like may be attached to the board 41, for example.
【0100】図10を参照して本発明のジャイロコンパ
スの動作を説明する。本例のジャイロコンパスは、ゼロ
クロスモードとラストアジマスモードとコンパスモード
の3モードによって運転される。コンミュテータ制御回
路63の入力側に起動シークエンス部62が挿入されて
いる。斯かる起動シークエンス部62はゼロクロスモー
ド部62−1とラストアジマスモード部62−2とコン
パスモード62−3部を有する。方位サーボ演算部61
の出力は、運転モードによって、これらの3つのモード
部のいずれかへ入力される。The operation of the gyro compass of the present invention will be described with reference to FIG. The gyro compass of this example is operated in three modes: a zero-cross mode, a last storm mode, and a compass mode. The startup sequence unit 62 is inserted on the input side of the commutator control circuit 63. The start-up sequence unit 62 has a zero-cross mode unit 62-1, a last-minute mode 62-2, and a compass mode 62-3. Direction servo calculation unit 61
Output is input to any of these three mode parts depending on the operation mode.
【0101】本発明によるとジャイロコンパスを実際に
起動する前に、ゼロクロスモードとラストアジマスモー
ドが起動される。ゼロクロスモードは方位エンコーダ3
1によってゼロクロスを検出するために使用される。方
位エンコーダ31は方位軸即ち追従軸17の回転角をイ
ンクリメンタルに検出するように構成されている。回転
角の検出は、所定の角度位置に付された原点即ちゼロク
ロスを検出した後に計数される。According to the present invention, the zero cross mode and the last arm mode are activated before the gyro compass is actually activated. Direction encoder 3 in zero-cross mode
Used by 1 to detect zero crossings. The azimuth encoder 31 is configured to incrementally detect the rotation angle of the azimuth axis, that is, the follow-up axis 17. The detection of the rotation angle is counted after detecting the origin, that is, the zero cross attached to the predetermined angular position.
【0102】図5A及び図5Bを再び参照してゼロクロ
スモードを説明する。上述のように、方位サーボモータ
29の3対のコイルA−D、B−E、C−Fのうち隣接
する2対のコイル、例えば、第1及び第2の対のコイル
A−D、B−Eに電流i1 を流すと、永久磁石Mはコイ
ルによって発生した磁界によって偶力を受け、電流が流
れていないコイル、即ち、第3の対のコイルC−Fの位
置まで回転して停止する。即ち、永久磁石MのN極とS
極はそれぞれ、第3の対のコイルC−Fの前にて停止す
る。The zero-cross mode will be described with reference to FIGS. 5A and 5B again. As described above, of the three pairs of coils A-D, B-E, and C-F of the azimuth servo motor 29, two adjacent pairs of coils, for example, the first and second pairs of coils A-D and B. When a current i 1 is applied to −E, the permanent magnet M receives a couple due to the magnetic field generated by the coil, and rotates to the position of the coil in which no current flows, that is, the third pair of coils C-F and stops. To do. That is, the N pole and S of the permanent magnet M
The poles each stop in front of the third pair of coils CF.
【0103】従って、予め所定の2対のコイルに電流が
流れるようしておけば、永久磁石Mは必ず他の対のコイ
ルの位置に配置される。それによってゼロクロスが検出
されない場合には、隣接した次の2対のコイル、即ち、
第2及び第3の対のコイルB−E、C−Fに電流i2 を
流す。それによって永久磁石Mは偶力を受け、第1の対
のコイルA−Dの位置まで回転して停止する。このよう
に、励磁するコイルを順次切り換えることによって、永
久磁石Mは60°毎に回転する。それによってゼロクロ
スが検出される。Therefore, if the electric current is made to flow through the predetermined two pairs of coils in advance, the permanent magnet M is always arranged at the position of the other pair of coils. If no zero cross is detected thereby, then the next two pairs of adjacent coils, ie
A current i 2 is passed through the second and third pairs of coils BE and CF. As a result, the permanent magnet M receives a couple of forces, rotates to the position of the first pair of coils A to D, and stops. In this way, the permanent magnet M rotates every 60 ° by sequentially switching the exciting coil. Thereby, the zero cross is detected.
【0104】追従軸17の方位角即ち絶対角が不明であ
っても、この一連の動作によって、方位サーボモータ2
9の回転子29−2を60°毎に回転させることによっ
て、ゼロクロスを検出することができる。Even if the azimuth angle of the follow-up axis 17, that is, the absolute angle is unknown, the azimuth servo motor 2 is operated by this series of operations.
The zero cross can be detected by rotating the rotor 29-2 of 9 every 60 °.
【0105】図11に最小の励磁コイル切り換え回数に
てゼロクロスを検出するためのゼロクロスモードを示
す。ゼロクロス点を所定の2対のコイルS1、S3の間
に設定する。例えば図5Aに示すように、第1の対のコ
イルA−Dと第3の対のコイルC−Fの間にゼロクロス
点Zを設定する。先ずステップ100にてゼロクロスモ
ードが開始すると、所定の2対のコイルS1、S2に電
流を流して励磁する。例えば第1及び第2の対のコイル
A−D、B−Eに電流を流す。永久磁石Mは電流が流れ
ていないコイルS3、即ち、第3の対のコイルC−Fに
近接して配置される。ステップ101にて、ゼロクロス
が検出されたか否かが判定される。FIG. 11 shows the zero-cross mode for detecting the zero-cross with the minimum number of times of exciter coil switching. The zero cross point is set between the predetermined two pairs of coils S1 and S3. For example, as shown in FIG. 5A, a zero cross point Z is set between the first pair of coils A-D and the third pair of coils C-F. First, when the zero-cross mode is started in step 100, a current is passed through the predetermined two pairs of coils S1 and S2 to excite them. For example, a current is passed through the first and second pairs of coils A-D and B-E. The permanent magnet M is arranged close to the coil S3 in which no current flows, that is, the third pair of coils C-F. In step 101, it is determined whether or not the zero cross is detected.
【0106】斯かる2対のコイルS1、S3の間にゼロ
クロス点Zがあるから、通常は、ステップ101にてゼ
ロクロスが検出されて、ステップ105で終了する。ス
テップ101にてゼロクロスが検出されない場合には、
ステップ103に進み、次の2対のコイルS2、S3、
即ち、第2及び第3の対のコイルB−E、C−Fが励磁
される。それによって永久磁石Mは60°回転し、電流
が流れていないコイルS1、即ち、第1の対のコイルA
−Dに近接して配置される。それによってゼロクロスが
検出されて、ステップ105で終了する。Since there is a zero-cross point Z between the two pairs of coils S1 and S3, normally, a zero-cross is detected in step 101 and the process ends in step 105. If no zero cross is detected in step 101,
Proceeding to step 103, the next two pairs of coils S2, S3,
That is, the second and third pairs of coils B-E and C-F are excited. As a result, the permanent magnet M rotates 60 °, and the coil S1 in which no current flows, that is, the first pair of coils A
Located close to -D. As a result, the zero cross is detected, and the process ends in step 105.
【0107】それでも未だゼロクロスが検出されない場
合には、ステップ101に戻る。通常は2つのステップ
101、103でゼロクロスが検出される。こうして、
ゼロクロス点を所定の位置に設定することによって最少
の切り換え回数且つ短時間でゼロクロスを検出すること
ができる。When the zero cross is still not detected, the process returns to step 101. Normally, a zero cross is detected in two steps 101 and 103. Thus
By setting the zero-cross point at a predetermined position, the zero-cross can be detected in the shortest number of times of switching and in a short time.
【0108】再び図10を参照して起動シークエンス部
62におけるゼロクロスモード部62−1の機能を説明
する。ゼロクロスモードにおいて、追従軸17が所望の
回転角速度dφZ /dtにて回転するように、方位サー
ボモータ29の回転角速度が制御される。先ず、所望の
回転角速度信号dφZ /dtがゼロクロスモード部62
−1に供給される。ゼロクロスモード部62−1は、電
流値信号をコンミュテータ制御回路63に供給する。斯
かる電流値信号は方位サーボモータ29の所定の2対の
コイルに供給される。The function of the zero-cross mode unit 62-1 in the activation sequence unit 62 will be described with reference to FIG. 10 again. In the zero-cross mode, the rotational angular velocity of the azimuth servo motor 29 is controlled so that the follow-up shaft 17 rotates at the desired rotational angular velocity dφ Z / dt. First, the desired rotation angular velocity signal dφ Z / dt is zero cross mode unit 62.
-1 is supplied. The zero-cross mode unit 62-1 supplies the current value signal to the commutator control circuit 63. Such current value signals are supplied to two predetermined pairs of coils of the azimuth servo motor 29.
【0109】それによって方位サーボモータ29の回転
子29−2及び追従軸17は回転し、その回転角度は方
位エンコーダ31によって検出され、回転角信号LSB
として方位サーボ演算部61に供給される。方位サーボ
演算部61は回転角信号LSBを入力し、それをゼロク
ロスモード部62−1に供給する。As a result, the rotor 29-2 of the azimuth servo motor 29 and the follow-up shaft 17 rotate, and the rotation angle is detected by the azimuth encoder 31, and the rotation angle signal LSB is detected.
Is supplied to the azimuth servo calculation unit 61. The azimuth servo calculation unit 61 inputs the rotation angle signal LSB and supplies it to the zero cross mode unit 62-1.
【0110】ゼロクロスモード部62−1は単位時間当
たりのLSB数を計算し、それによって追従軸17の実
際の回転角速度dφZ /dtを演算する。ゼロクロスモ
ード部62−1は、斯かる実際の回転角速度信号dφZ
/dtと所望の回転角速度信号dφZ /dtを比較し、
両者の偏差に相当する電流値信号を演算し、それをコン
ミュテータ制御回路63を介して方位サーボモータ29
にフィードバックする。それによって追従軸17は所望
の回転角速度dφZ /dtにて回転する。The zero-cross mode unit 62-1 calculates the number of LSBs per unit time, and thereby calculates the actual rotational angular velocity dφ Z / dt of the tracking shaft 17. The zero-cross mode unit 62-1 determines the actual rotation angular velocity signal dφ Z.
/ Dt and the desired rotational angular velocity signal dφ Z / dt are compared,
A current value signal corresponding to the deviation between the two is calculated, and the calculated current value signal is passed through the commutator control circuit 63 to the azimuth servo motor 29.
Give feedback to. As a result, the follow-up shaft 17 rotates at the desired rotation angular velocity dφ Z / dt.
【0111】同時に、ゼロクロスモード部62−1はL
SB数を積算しそれによって追従軸17の実際の回転角
度φi を演算する。斯かる回転角度φi はゼロクロスモ
ード終了後、ラストアジマスモード部62−2に供給さ
れる。At the same time, the zero-cross mode unit 62-1 is set to L
The SB numbers are integrated to calculate the actual rotation angle φ i of the follower shaft 17. The rotation angle φ i is supplied to the last armature mode unit 62-2 after the zero cross mode ends.
【0112】こうして、本例のゼロクロスモードでは、
方位サーボモータ29によって追従軸17は、所望の回
転角速度dφZ /dtにて回転し、ゼロクロスを検出す
ることができる。Thus, in the zero-cross mode of this example,
The azimuth servo motor 29 causes the follow-up shaft 17 to rotate at a desired rotation angular velocity dφ Z / dt, so that the zero cross can be detected.
【0113】次に本例のラストアジマスモードについて
説明する。本発明によると、ゼロクロスモードの終了
後、コンパスモードで運転を開始する前にラストアジマ
スモードが使用される。方位軸周りの回転角をゼロクロ
ス発信器とインクリメンタルエンコーダによって検出す
る形式のジャイロコンパスにおいて、ゼロクロスモード
によってゼロクロスを検出したとき、停止する方位は機
構的に常に一定となる。斯かる状態でコンパスモードを
作動すると、ジャイロコンパスの指北端が真北を向くま
で時間がかかる。Next, the last-minute mode of this example will be described. According to the present invention, the last storm mode is used after the end of the zero cross mode and before starting the operation in the compass mode. In a gyrocompass of the type in which the rotation angle around the azimuth axis is detected by a zero-cross oscillator and an incremental encoder, when a zero-cross is detected by the zero-cross mode, the stopping azimuth is always mechanically constant. When the compass mode is operated in such a state, it takes time for the north end of the finger of the gyro compass to face north.
【0114】本例のラストアジマスモードによると、コ
ンパスモードを作動させる前に予めジャイロコンパスの
指北端を真北方向に向かせておく。それによってジャイ
ロコンパスの指北端が真北方向を向いた状態で、コンパ
スモードを開始させることができる。According to the last armature mode of this embodiment, the finger north end of the gyro compass is oriented in the true north direction in advance before operating the compass mode. As a result, the compass mode can be started with the north end of the finger of the gyro compass facing the true north direction.
【0115】ジャイロコンパスを停止してから再度起動
する場合、その間航行体は移動していないものとする。
従って、ゼロクロスモードを開始する場合、ジャイロコ
ンパスの指北端は真北を向いている。斯かる状態から、
ゼロクロスモードによってゼロクロスを検出すると、追
従軸17は所定の回転角度φi だけ回転する。本例のラ
ストアジマスモードはゼロクロスモードにおける追従軸
17の回転角度φi を検出し、ゼロクロス検出後、斯か
る回転角φi だけ追従軸17を反対方向に回転させるよ
うに構成されている。When the gyro compass is stopped and then restarted, it is assumed that the navigation body is not moving during that time.
Therefore, when the zero-cross mode is started, the finger north end of the gyro compass faces the true north. From such a state,
When the zero cross is detected by the zero cross mode, the follow-up shaft 17 rotates by a predetermined rotation angle φ i . The last armature mode of this example is configured to detect the rotation angle φ i of the follow-up shaft 17 in the zero-cross mode, and after detecting the zero-cross, rotate the follow-up shaft 17 in the opposite direction by the rotation angle φ i .
【0116】図10を参照して起動シークエンスにおけ
るラストアジマスモード部62−2の機能を説明する。
ゼロクロスモードにおいて追従軸17が回転角度φi だ
け回転した場合、ゼロクロスモード部62−1は回転角
度信号φi をラストアジマスモード部62−2に供給す
る。ラストアジマスモード部62−2は、斯かる回転角
φi だけ追従軸17を反対方向に回転させるために電流
値信号をコンミュテータ制御回路63に供給する。斯か
る電流値信号は方位サーボモータ29の所定の2対のコ
イルに供給される。The function of the last-minute mode 62-2 in the startup sequence will be described with reference to FIG.
When the follow-up shaft 17 rotates by the rotation angle φ i in the zero cross mode, the zero cross mode unit 62-1 supplies the rotation angle signal φ i to the last armature mode unit 62-2. The lasting azimuth mode unit 62-2 supplies a current value signal to the commutator control circuit 63 in order to rotate the follower shaft 17 in the opposite direction by the rotation angle φ i . Such current value signals are supplied to two predetermined pairs of coils of the azimuth servo motor 29.
【0117】それによって方位サーボモータ29の回転
子29−2及び追従軸17は回転しその回転角度は方位
エンコーダ31によって検出され、回転角信号LSBと
して方位サーボ演算部61に供給される。方位サーボ演
算部61は回転角信号LSBを入力して追従軸17の絶
対回転角度、即ち、方位角を演算し、それをラストアジ
マスモード部62−2に供給する。As a result, the rotor 29-2 of the azimuth servo motor 29 and the follow-up shaft 17 are rotated, and the rotation angle is detected by the azimuth encoder 31 and supplied to the azimuth servo calculator 61 as the rotation angle signal LSB. The azimuth servo calculation unit 61 inputs the rotation angle signal LSB, calculates the absolute rotation angle of the follow-up shaft 17, that is, the azimuth angle, and supplies it to the last azimuth mode unit 62-2.
【0118】ラストアジマスモード部62−2は、斯か
る方位角より方位サーボモータ29に供給する電流値信
号を演算し、それをコンミュテータ制御回路63を介し
て方位サーボモータ29にフィードバックする。それに
よって追従軸17は回転角度φi だけ回転する。こうし
て、ジャイロコンパスモードを開始するとき、ジャイロ
コンパスの指北端は真北を向いていることとなる。The last armature mode unit 62-2 calculates a current value signal to be supplied to the azimuth servomotor 29 from the azimuth angle and feeds it back to the azimuth servomotor 29 via the commutator control circuit 63. As a result, the follow-up shaft 17 rotates by the rotation angle φ i . In this way, when the gyro compass mode is started, the finger north end of the gyro compass faces the true north.
【0119】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and it will be understood by those skilled in the art that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. Easy to understand.
【0120】[0120]
【発明の効果】本発明によると、従来のようにスリップ
リングを使用する代わりに、ロータリートランス45を
使用するから、スリップリングのように接点不良、機械
的接触による摩擦等がなく信頼性の高いジャイロコンパ
スを供給することができる利点がある。According to the present invention, since the rotary transformer 45 is used instead of the conventional slip ring, there is no contact failure and friction due to mechanical contact unlike the slip ring, and the reliability is high. There is an advantage that a gyro compass can be supplied.
【0121】本発明によると、方位サーボモータはトロ
イダル3相巻線よりなり、コンミュテータ制御回路を制
御することによって、トロイダル3相巻線のうちの2巻
線を順次励磁して回転子を360°内の角度で回転させ
ることができるから、ジャイロコンパスの起動時のゼロ
クロスモードにおいて、ゼロクロス発信器によってゼロ
クロス検出信号を発生させることができる利点がある。According to the present invention, the azimuth servomotor is composed of toroidal three-phase windings, and by controlling the commutator control circuit, two windings of the toroidal three-phase windings are sequentially excited to rotate the rotor by 360 °. Since it can be rotated by the angle within, there is an advantage that the zero-cross detection signal can be generated by the zero-cross oscillator in the zero-cross mode when the gyro compass is activated.
【0122】本発明によると、ゼロクロスモードでは、
最初にゼロクロス発信器に対応した位置の1対の2巻線
が励磁され、それによってゼロクロス信号が発生しない
場合には次に隣接する1対の2巻線が励磁されるように
構成されているから、最少の励磁コイル切り換え回数に
てゼロクロスを検出することができる利点がある。According to the present invention, in the zero cross mode,
First, a pair of two windings at a position corresponding to the zero-cross oscillator is excited, and when a zero-cross signal is not generated, the next pair of adjacent two windings is excited. Therefore, there is an advantage that the zero cross can be detected with the minimum number of switching of the exciting coil.
【0123】本発明によると、ゼロクロスモードが終了
するとラストアジマスモードが作動され、それによって
ジャイロの指北端は真北方向に指向されるように構成さ
れているから、ジャイロコンパスの指北端を真北に向け
た状態でコンパスモードを作動開始することができる利
点がある。According to the present invention, when the zero cross mode is finished, the last azimuth mode is activated, whereby the finger north end of the gyro is directed to the true north direction. There is an advantage that the compass mode can be started in the state of being aimed at.
【図1】本発明によるジャイロコンパスの概念図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram of a gyro compass according to the present invention.
【図2】本発明によるジャイロコンパスの例の正面構成
を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a front structure of an example of a gyro compass according to the present invention.
【図3】本発明によるジャイロコンパスの例の平面構成
を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a planar configuration of an example of a gyro compass according to the present invention.
【図4】TDGの例の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an example TDG.
【図5】本発明によるジャイロコンパスに使用する方位
サーボモータの作動を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the azimuth servomotor used for the gyro compass according to the present invention.
【図6】本発明によるジャイロコンパスに使用する方位
サーボモータのコイルの接続を説明する説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating connection of coils of the azimuth servo motor used in the gyro compass according to the present invention.
【図7】本発明によるジャイロコンパスに使用するロー
タリートランスの例を説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of a rotary transformer used in the gyro compass according to the present invention.
【図8】ロータリートランスのロータ側の回路を説明す
る説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a rotor-side circuit of a rotary transformer.
【図9】ロータリートランスのステータ側の回路を説明
する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a stator side circuit of a rotary transformer.
【図10】本発明によるジャイロコンパスの起動シーク
エンスの例を説明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of a startup sequence of a gyro compass according to the present invention.
【図11】本発明によるゼロクロスモードの工程を説明
する流れ図である。FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of a zero cross mode according to the present invention.
【図12】従来のジャイロコンパスの例の正面断面図で
ある。FIG. 12 is a front sectional view of an example of a conventional gyro compass.
【図13】従来のジャイロコンパスの例の平面断面図で
ある。FIG. 13 is a plan sectional view of an example of a conventional gyro compass.
【図14】従来のTDGのタンクの内部の概略を示す図
である。FIG. 14 is a diagram showing an outline of the inside of a conventional TDG tank.
10 基台 11 TGD 13 ブロック 13A、13A’ 水平軸 15 追従環 17 追従軸 19 軸受け 21 南北傾斜計又は南北加速度計 23 東西傾斜計又は東西加速度計 27 水平サーボモータ 27−1 回転子 27−2 固定子 29 方位サーボモータ 31 方位エンコーダ 35 コンパス演算部 36 水平トルキング回路 37 方位トルキング回路 41 盤器 43 カバー 45 ロータリートランス 47 カップリング 49 プラットホーム 51、53A 軸受け 61 方位サーボ演算部 62 起動シークエンス部 63 コンミュテータ制御回路 65 水平サーボ演算部 110 ジャイロロータ 111 ジャイロケース 113 懸吊線 115 タンク 115A、115B 水平軸 116 液 117 水平環 117A、117B ジンバル軸 119A、119B 軸受け 121 追従環 121A 円筒状壁 121B スカート部 123A、123B 軸受け 125 追従軸 127 盤器 127A 中心軸 127B 突起 129、131 軸受け 133 カップリング 135 取り付け部 141 水平サーボモータ 141A 回転子 141B 固定子 143 方位サーボモータ 143A 回転子 143B 固定子 145 スリップリング 145A 集電環 145B ブラシ 147 方位エンコーダ 151 ハウジング 153 上側キャップ 155 下側キャップ 157 玉軸受け 159 ジャイロロータ 161 フレックスヒンジ 161A 中心孔 161−1 ボス 161−2 ジンバル環 161−3 外周環 161−4 内側ヒンジ部 161−5 外側ヒンジ部 165 軸 167 モータ 167−1 固定子 167−2 回転子 171−1 永久磁石 171−2 トルカコイル 173 ピックアップ 10 base 11 TGD 13 block 13A, 13A 'horizontal axis 15 follower ring 17 follower axis 19 bearing 21 north-south inclinometer or north-south accelerometer 23 east-west inclinometer or east-west accelerometer 27 horizontal servomotor 27-1 rotor 27-2 fixed Child 29 Direction servo motor 31 Direction encoder 35 Compass calculation unit 36 Horizontal torqueing circuit 37 Direction torqueing circuit 41 Board device 43 Cover 45 Rotary transformer 47 Coupling 49 Platform 51, 53A Bearing 61 Direction servo calculation unit 62 Start sequence unit 63 Commutator control circuit 65 Horizontal Servo Calculation Unit 110 Gyro Rotor 111 Gyro Case 113 Suspended Wire 115 Tank 115A, 115B Horizontal Axis 116 Liquid 117 Horizontal Ring 117A, 117B Gimbal Axis 119A, 11 9B bearing 121 follower ring 121A cylindrical wall 121B skirt part 123A, 123B bearing 125 follower shaft 127 follower plate 127A center shaft 127B protrusion 129, 131 bearing 133 coupling 135 mounting part 141 horizontal servomotor 141A rotor 141B stator Motor 143A Rotor 143B Stator 145 Slip ring 145A Current collector ring 145B Brush 147 Direction encoder 151 Housing 153 Upper cap 155 Lower cap 157 Ball bearing 159 Gyro rotor 161 Flex hinge 161A Center hole 161-1 Ginval 161-2 Boss 161-2 -3 Outer peripheral ring 161-4 Inner hinge part 161-5 Outer hinge part 165 Shaft 167 Motor 167-1 Stator 167-2 Rotation 171-1 permanent magnet 171-2 Torukakoiru 173 pickup
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 修一 東京都大田区南蒲田2丁目16番46号 株式 会社トキメック内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuichi Fujimoto 2-16-46 Minami Kamata, Ota-ku, Tokyo Within Tokimec Co., Ltd.
Claims (8)
と該ジャイロをY軸及びZ軸周りに回転可能に支持する
支持装置と、 上記支持装置をY軸周りに回転可能に支持し、基台に垂
直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂直軸線周りに回転
可能な追従環と、 上記ジャイロに指北力を付与するための指北装置と、を
有するジャイロコンパスにおいて、 上記ジャイロを含みZ軸周りに回転可能な回転部と上記
基台を含む固定部との間にロータリートランスが配置さ
れ、上記ロータリートランスはディジタルシリアル通信
回路を介して上記固定部と上記回転部の間で信号を通信
するための信号チャンネルと上記固定部より上記回転部
へ電源を供給するための電源チャンネルとを含むことを
特徴とするジャイロコンパス。1. A gyro having a spin axis in the X-axis direction, a support device for rotatably supporting the gyro about the Y-axis and the Z-axis, and a support for rotatably supporting the support device about the Y-axis. In a gyro compass having a follow-up ring having a follow-up axis perpendicular to, and a follow-up ring rotatable about a vertical axis passing through the follow-up axis, and a finger north device for applying a finger north force to the gyro, A rotary transformer is disposed between a rotating part that can rotate about the Z axis and a fixed part that includes the base, and the rotary transformer outputs a signal between the fixed part and the rotating part via a digital serial communication circuit. A gyro compass, comprising: a signal channel for communicating with the rotary unit and a power channel for supplying power from the fixed unit to the rotating unit.
て、上記信号チャンネルに使用される搬送波周波数と上
記電源チャンネルに使用される電源周波数は異なること
を特徴とするジャイロコンパス。2. The gyrocompass according to claim 1, wherein a carrier frequency used for the signal channel and a power supply frequency used for the power supply channel are different from each other.
において、上記電源チャンネルを経由して上記回転部へ
供給される上記電源周波数はジャイロロータの駆動電源
の周波数に等しいことを特徴とするジャイロコンパス。3. The gyrocompass according to claim 1 or 2, wherein the power supply frequency supplied to the rotating portion via the power supply channel is equal to the frequency of the drive power supply of the gyrorotor. .
パスにおいて、上記ジャイロはジャイロケースに対する
ジャイロロータのY軸周り及びZ軸周りの回転変位を検
出するピックアップを有し、該ピックアップのコイル励
磁用電源の周波数は上記ロータリートランスの励磁周波
数に等しいことを特徴とするジャイロコンパス。4. The gyro compass according to claim 1, 2 or 3, wherein the gyro includes a pickup for detecting rotational displacements of a gyro rotor with respect to a gyro case about a Y axis and a Z axis, and a coil excitation of the pickup. A gyro compass characterized in that the frequency of the power source is equal to the excitation frequency of the rotary transformer.
コンパスにおいて、上記回転部には上記ジャイロのX軸
周りの回転角度を検出する東西傾斜計と上記ジャイロの
Y軸周りの回転角度を検出する南北傾斜計とが装着さ
れ、上記固定部には上記回転部のZ軸周りの回転角度を
検出する方位発信器が装着され、上記信号チャンネルを
経由してジャイロ信号、上記東西傾斜計、上記南北傾斜
計及び上記方位発信器の出力信号が送信受信されるよう
に構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。5. The gyro compass according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the rotating portion includes an east-west inclinometer for detecting a rotation angle of the gyro about the X axis and a rotation angle of the gyro about the Y axis. The north-south inclinometer that detects the rotation angle is attached to the fixed part, and the azimuth transmitter that detects the rotation angle around the Z-axis of the rotating part is attached to the fixed part. The gyro signal via the signal channel and the east-west inclinometer are installed. A gyro compass characterized in that the output signals of the north-south inclinometer and the azimuth transmitter are transmitted and received.
と該ジャイロをY軸及びZ軸周りに回転可能に支持する
支持装置と、 上記支持装置をY軸周りに回転可能に支持し、基台に垂
直な追従軸を有し、該追従軸を通る垂直軸線周りに回転
可能な追従環と、 上記ジャイロに指北力を付与するための指北装置と、を
有するジャイロコンパスにおいて、 上記追従軸の下側には上記回転部をZ軸周りに回転させ
るための方位サーボモータと上記回転部のZ軸周りの回
転角度を検出する方位発信器が装着され、上記方位サー
ボモータはトロイダル3相巻線よりなる固定子と永久磁
石よりなる回転子とを含み、上記方位発信器は上記回転
部のZ軸周りの回転角度をインクリメンタルに検出する
方位エンコーダとゼロクロス発信器を含み、ジャイロコ
ンパスの起動時にゼロクロスモードが作動され、コンミ
ュテータ制御回路を制御することによって、上記トロイ
ダル3相巻線のうちの2巻線を順次励磁して上記回転子
を360°内の角度で回転させ、上記ゼロクロス発信器
はゼロクロス検出信号を発生させるように構成されてい
ることを特徴とするジャイロコンパス。6. A gyro having a spin axis in the X-axis direction, a support device for rotatably supporting the gyro about the Y-axis and the Z-axis, and a support base for rotatably supporting the support device about the Y-axis. A follower ring having a follower axis perpendicular to the follower axis and rotatable about a vertical axis passing through the follower axis, and a finger north device for applying a finger north force to the gyro. An azimuth servomotor for rotating the rotating portion around the Z axis and an azimuth transmitter for detecting a rotation angle of the rotating portion around the Z axis are mounted on the lower side of the azimuth servomotor. The azimuth transmitter includes a stator made of wires and a rotor made of a permanent magnet, and the azimuth transmitter includes a azimuth encoder for incrementally detecting a rotation angle of the rotating portion around the Z axis and a zero cross transmitter. The zero-cross mode is activated at the time of starting, and by controlling the commutator control circuit, two windings of the toroidal three-phase windings are sequentially excited to rotate the rotor at an angle within 360 °, and the zero-crossing is performed. A gyrocompass, wherein the oscillator is configured to generate a zero-cross detection signal.
て、 上記ゼロクロスモードでは、最初にゼロクロス発信器に
対応した位置の1対の2巻線が励磁され、それによって
ゼロクロス信号が発生しない場合には次に隣接する1対
の2巻線が励磁され、それによって最少の励磁コイル切
り換え回数にてゼロクロスを検出することができるよう
に構成されていることを特徴とするジャイロコンパス。7. The gyrocompass according to claim 6, wherein, in the zero-cross mode, first, a pair of two windings at a position corresponding to the zero-cross oscillator is excited, and when the zero-cross signal is not generated, the A gyro compass characterized in that a pair of two windings adjacent to is excited so that a zero cross can be detected with a minimum number of times of switching of the exciting coil.
において、上記ゼロクロスモードが終了するとラストア
ジマスモードが作動され、それによって上記ジャイロの
指北端は真北方向に指向されるように構成されているこ
とを特徴とするジャイロコンパス。8. The gyro compass according to claim 6 or 7, wherein when the zero cross mode ends, the last azimuth mode is activated, whereby the north end of the finger of the gyro is directed in the true north direction. A gyro compass characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30647394A JP3467633B2 (en) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | Gyro compass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30647394A JP3467633B2 (en) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | Gyro compass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08159772A true JPH08159772A (en) | 1996-06-21 |
JP3467633B2 JP3467633B2 (en) | 2003-11-17 |
Family
ID=17957443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30647394A Expired - Fee Related JP3467633B2 (en) | 1994-12-09 | 1994-12-09 | Gyro compass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3467633B2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009168817A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Honeywell Internatl Inc | Control moment gyroscope |
JP2016038711A (en) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | 株式会社エスジー | Sensor system |
CN108007434A (en) * | 2017-11-27 | 2018-05-08 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Gyroscope assembly |
JP2022043145A (en) * | 2017-10-31 | 2022-03-15 | ウェイモ エルエルシー | Devices and methods for electromagnetic coil |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2023180506A (en) | 2022-06-09 | 2023-12-21 | 東京計器株式会社 | Gyrocompass |
-
1994
- 1994-12-09 JP JP30647394A patent/JP3467633B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009168817A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Honeywell Internatl Inc | Control moment gyroscope |
JP2016038711A (en) * | 2014-08-07 | 2016-03-22 | 株式会社エスジー | Sensor system |
JP2022043145A (en) * | 2017-10-31 | 2022-03-15 | ウェイモ エルエルシー | Devices and methods for electromagnetic coil |
CN108007434A (en) * | 2017-11-27 | 2018-05-08 | 安徽江淮汽车集团股份有限公司 | Gyroscope assembly |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3467633B2 (en) | 2003-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5530103B2 (en) | Control moment gyroscope | |
KR101796541B1 (en) | Control moment gyroscope and cube type satellite including the same | |
JP3467633B2 (en) | Gyro compass | |
JP2005513979A (en) | Rotation drive mechanism with balanced reaction | |
US4278927A (en) | Axial gap permanent magnet motor | |
US4320669A (en) | Two degree of freedom gyro having an axial gap permanent magnet motor | |
JP3467634B2 (en) | Gyro compass | |
US2968956A (en) | Gyro compass | |
WO1994012854A1 (en) | Electronically commutated two-axis gyro control system | |
US4181283A (en) | Rotary mount characterized by variable coning motion | |
CN106933095A (en) | A kind of rotating mechanism control device | |
GB1511430A (en) | Tuned gyroscopic apparatus | |
US4658659A (en) | Gyroscope | |
US2924978A (en) | barnes | |
RU2688857C1 (en) | Gyroscopic sea wave energy converter | |
US3765250A (en) | Multiple rotation gyroscope | |
US4708024A (en) | Gyro apparatus | |
WO2014104938A1 (en) | Device for generating electrical energy | |
RU2246644C1 (en) | Bearing for energy-dependant active magnetic suspension | |
JP2023180506A (en) | Gyrocompass | |
JPH0552568A (en) | Control moment gyroscope | |
US3009361A (en) | Instrument stabilization system | |
RU2308003C1 (en) | Inertialess powered gyroscope | |
RU96109931A (en) | METHOD FOR MEASURING AN ANGULAR SPEED OF A GYROPLATFORM | |
CN117169917A (en) | Laser radar device for intelligent and unmanned ship application |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080905 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090905 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100905 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120905 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130905 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |