JPS59163509A - 船舶用ジヤイロコンパスの起動方法 - Google Patents

船舶用ジヤイロコンパスの起動方法

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JPS59163509A
JPS59163509A JP3869183A JP3869183A JPS59163509A JP S59163509 A JPS59163509 A JP S59163509A JP 3869183 A JP3869183 A JP 3869183A JP 3869183 A JP3869183 A JP 3869183A JP S59163509 A JPS59163509 A JP S59163509A
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JP
Japan
Prior art keywords
gyro
follow
inclined angle
spin axis
spin shaft
Prior art date
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Pending
Application number
JP3869183A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Ito
隆 伊藤
Masashi Nakagawa
雅司 中川
Akinori Kitajima
北嶋 昭典
Tomio Surideji
摺出寺 富雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Motors Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Jukogyo KK
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Publication date
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Publication of JPS59163509A publication Critical patent/JPS59163509A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/34Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G01C19/38Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、船舶用ジャイロコンパスの起動方法に関し、
詳しくは、船舶の出航前における指北静定作動において
、ジャイロスピン軸を一旦強制的に水平面に一致させる
船舶用ジャイロコンパスの起動方法に関する。
ジャイロコンパスの高速回転するジャイロは、外部から
力を受けない限り地球の自転に関係なく、絶対空間にお
ける同一方向を向き続ける性質がある。また、ジャイロ
に対して外部から力を加えると、その力の直角方向に旋
回する性質(以下、歳差運動という)も有している。し
たがって、ジャイロコンパスはこれらの2つの性質を利
用して、ジャイロスピン軸の指北静定を可能にしている
従来の第1図に示すようなジャイロコンパス1において
は、高速回転するジャイロを収納したジャイロケース2
が、垂直枠3の上部3aから懸吊線4で支持されている
と共に、ジャイロケース2の垂直軸5が回転自在となる
よう前記垂直枠3の上下部3b、3Cで軸承され、かつ
、上記垂直枠3が前記垂直軸5に直交する垂直枠支持用
水平軸6を介して、この垂直枠3の外側の水平枠7で軸
承され、さらに、上記水平枠7が、前記垂直枠支持用水
平軸6に直交する水平枠支持用水平軸8を介して、この
水平枠7の外側の追従枠9で軸承されている。したがっ
て、ジャイロは垂直軸5、垂直枠支持用水平軸6および
水平枠支持用水平i!!lll8に関して3軸の自由度
を持っている。また、ジャイロケース2の外部に設けら
れた基準面2aに対向して垂直枠3の内側に、シャイロ
ケ〜ス2の垂直軸5まわりの回転角度αを検出する追従
センサ〜11が装着され、この追従センサー11の検出
角度αに応じて制御された信号により駆動される追従サ
ーボモータ12が設けられている。なお、追従枠9には
その回転力を減速伝動する追従キャー13が装着されて
いる。
このようなジャイロコンパス1ては、追従センサー11
がジャイロケース2の垂直軸5まわりの回転角度αを検
出すると、追従サーボモータ12を動作させて垂直枠3
が構成する平面とジャイロスピン軸10とが、當時直交
するよう制御される。
なお、これをシーケンスブロック図で示すと第2図のよ
うになる。すなわち、追従センサー11からの信号は制
御回路14を介して追従サーボモータ12に入力され、
これか前述した垂直軸5、垂直枠支持用水平軸6および
水平枠支持用水平軸8からなる支持機構15を回転させ
、この動作が繰り返えされて垂直枠3とジャイロスピン
軸10か直交するよう制御される。なお、ジャイロスピ
ン軸10が水平面102となず1頃斜角βに対する比例
・微分作用を施したトルクを、垂直枠支持用水平軸6を
中心としてジャイロに与え、ジャイロスピン軸10を真
北に静定させるようになっているが、この1−ルクを与
える要領は、後述する発明には関係かないのでその説明
を省く。
第3図(a)は、ジャイロコンパス1か指北静定するま
でに、ジャイロスピン軸10が向く方位αを示す過渡応
答曲線で、縦軸のOか北を向いていることを示す。そし
て、第3図(b)は、ジャイロスピン軸10の傾斜角β
の過渡応答曲線を示している。従来のジャイロコンパス
では、船舶の変針時または変速度時に発生するジャイロ
スピン軸の指北誤差を小さくするために適当な歳差運動
の過渡応答曲線の周期が選定されており、理論的“には
84.4分であるが、通常、第3図(a)に示すTは、
70〜90分の値に設定され、また、振幅減衰比すなわ
ち同図中のX 1 /X 2は、約1/3に設定されて
いる。この場合、過渡応答曲線も同様にその周期は70
〜90分、振幅減衰比は約1/3となり、1頃斜角βの
絶対値は35〜45分ごとに約1/3に減衰する。また
、ジャイロコンパスが指北静定している状態では、傾斜
角βはは5零になっている。
上述の説明から判るように、ジャイロコンパスの起動の
開始直後に傾斜角βが大きくなっている場合には、起動
から指北静定までに非常に長い時間を要することになる
。したがって、船舶の出航4g備から出航までの所要時
間が長くなったり、これを回避するために停泊中もジャ
イロの運転を維持させておかなければならない欠点かあ
る。
本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、ジャイロを起動してからジャイロスピン軸が指北静定
するまでの時間を短縮して、出航準備から出航までの所
要時間を短くしたり、停泊中の不要な運転を回避するこ
とができるf1n舶用ジャイロコンパスの起動方法を提
供することを目的とする。
その特徴とするところは、ジャイロスピン軸を指北静定
させるに先立ち、ジャイロコンパスの起動開始時に、傾
斜角検出器で検出されたジャイロスピン軸の傾斜角に応
じて追従サーボモータを回転させ、ジャイロに水平面内
トルクを与えることにより、ジャイロスピン軸を一旦水
平面に強制的に一致させる船舶用ジャイロコンパスの起
動方法とした、二とである。
以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。
第4図はジャイロスピン軸を真北に静定させるためのシ
ーケンスブロック図で、本発明のジャイロコンパス1は
、第1図に示すジャイロコンパス1の各構成に加えて、
地球の自転によりジャイロスピン軸10か地球の水平面
tOaとなず傾斜角βを電気的に検出する傾斜角検出器
16か垂直枠3に装着されている。第4図のシーケンス
ブロック図において、17は追従制御系で、追従センサ
ー11と追従制御回路18とで構成されている。
そして、19ば傾斜角制御系で、傾斜角検出器16と傾
斜角制御回路20とで構成されている。21はリレー回
路で、追従制御系17と傾斜角制御系19を切換える作
用をし、接点AとBか接続されると追従制御系17か作
動し、接点AとCが接続されると傾斜角制御系19か作
動するよ・うになっている。なお、このリレー回路21
を傾斜角検出器16からの信号に基づいて切換える信号
を出力する切換え回路22か設けられている。したかっ
て、追従制御系17が作動しているときは、第2図に示
す場合と全く同様の作動をし、傾斜角制御系19が作動
しているときは、ジャイロスピン軸10の傾斜角βが傾
斜角検出器16で検出され、これに基づいて傾斜角制御
回路20て演算処理された信号によって追従サーボモー
タ12を駆動し、ジャイロに水平面内のトルクを与えて
ことかできるようになっている。
第5図はリレー回路21の切換えを行なう切換え回路2
2の構成の1例である。これば、入力線23を介して入
力される傾斜角検出器16からの傾斜角βに応して異な
るレベルの信号を出力する比較回路24と、リレー回路
21の接続切換え信号を出力するリレー回路25と、こ
のリレー回路25と比較回路24からの信号を加算する
加算器26とて構成されている。
本発明は以上述べたように構成したので、次に、船舶の
出航前におけるジャイロコンパスの起動時の指北静定の
作動順序を説明する。
まづ、ジャイロを回転させる。ジャイロが高速回転した
状態で、傾斜角制御系19を作動させ、ジャイロスピン
軸10が地球の水平面10aより傾斜していると、この
傾斜角βか垂直枠3に装着された傾斜角検出器16で電
気信号として検出される。この傾斜角信号は微弱なので
、これを傾斜角制御回路20で増幅して比例および微分
演算し、追従サーボモータ12に入力する。この追従サ
ーポモーク12に入力された電圧に比例したトルりが、
追従ギヤー13を介して追従枠9を回転し、支持機構1
5を介してジャイロに対して水平面内のトルクを与える
。したがって、ジャイロは歳差運動をしながらジャイロ
スピン軸10を水平面に一致させる。このとき、傾斜角
βの信号が入力線23を介して比較回路24に入力され
、その信号の絶対値が一定のレベルより大きいと、比較
回路24はローレベルOの信号を出力する。電源が投入
された時にリレー回路25の接点PとQが接続されてい
ると、リレー回路25はローレベルOの信号を加算器2
6に導出するので、制御信号線28の信号レベルは比較
回路24の出力信号と一致してリレー回路21の接点A
とCの接続が持続され、傾斜角制御系19の作動が保持
される。この状態は入力線23の信号の絶対値か5定し
ベルより小さくなるまで続けられる。
このようにして、入力線23の信号の絶対値が2度でも
5定しベルより小さくなれば、その時点でジャイロスピ
ン軸10が水平面10aに−9したことになる。このと
き、比較回路24は直ちにハイレベル1の信号を加算器
26および制御信号線28に導出するのて、リレー回路
21は接点AとBの接続に切換えられて、追従制御系1
7の作動が開始される。なお、リレー回路25では制御
信号線28からの信号により接点RとQが接続され、た
とえ、入力線23から再ひ絶対値が一定レベルより大き
い信号か入力されて比較回路24からローレベル0の信
号が出力されても、すなわち、ジャイロスピン軸10の
歳差運動によりジャイロスピン軸10が水平面より外れ
た信号が入力されても、加算器26にはリレー回路25
からのノ\イレベル1の信号が入力されるので、このノ
\イレベル1の信号によりリレー回路21は以後接点A
とBの接続を保持し、追従制御系17の作動のみが維持
される。この追従制御系17による作動は、従来から行
なわれている第2図に示した作動となり、追従センサー
11からの偏角αの信号が追従制御回路18を介して追
従サーボモータ12に入力され、これが前述した垂直軸
5、垂直枠支持用水平軸6および水平枠支持用水平軸8
からなる支持機構15を回転させ、この動作が繰り返え
されて垂直枠3を含む鉛直面とジャイロスピン軸10が
直交するよう制御される。
以上の一連の作動において、傾斜角制御系19はジャイ
ロコンパス1の起動開始直後の短い時間だけ作動し、ジ
ャイロスピン軸10を一旦強制的に水平面に一致させた
た後追従制御系j7を作動させるので、追従制御系17
におりる1旨北静定作動も短い時間でジャイロスピン軸
10を垂直枠3に直交するよう制御することができる。
したかって、ジャイロを起動してからジャイロスピン軸
が指北静定するまでの時間を著しく短縮することかでき
る。もちろん、船舶が出航した後もこの追従制御系17
の作動が保持されることはいうまでもない。
なお、上述の説明において傾斜角制御系19と追従制御
系17を切換えるためのリレー回路2Iに、切換え回路
22を用いた例を示したが、このような回路に限らず第
8図に示すようなジャイロコンパスを起動するために電
源を投入した後、一定時間が経過すればリレー回路21
の接点接続を切換えるものであってもよい。すなわち、
この切換え回路29は、電源投入時にパルスを発生ずる
電源リセント回路30とレベル切換え回路31とを有し
、電源投入後一定時間経過前においては電源リセット回
路30からのパルスによってレベル切換え回路31がロ
ーレベルの信号をリレー回路21に出力して、傾斜角制
御系19を作動させ、一定時間が経過するとタイマーか
作動してレベル切換え回路31からハイレベルの信号が
リレー回路21に出力され、追従制御系17を作動させ
る。
このような切換え回路29のみならす、上述した2つの
切換え回路を組合わせて、電源投入後一定時間経過後に
傾斜角の絶対値が小さくなったときに切換える形式であ
ってもよい。
本発明は以上詳細に説明したように、ジャイロスピン軸
を指北静定させるに先立ち、ジャイロコンパスの起動開
始時に、傾斜角検出器で検出されたジャイロスピン軸の
傾斜角に応じて追従サーボモータを回転させ、ジャイロ
に水平面内1〜ルクを与えることにより、ジャイロスピ
ン軸を水平面に一旦強制的に一致させるようにしたので
、ジャイロを起動してからジャイロスピン軸か指北静定
するまでの時間を著しく短縮して、出航準備から出航ま
での所要時間を短くすることができる。したがって、船
舶の起動性、特に、小型船舶の出航を容易にすると共に
、停泊中の運転を不要として無用の動力消費を回避する
ことかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は船舶用ジャイロコンパスの斜視図、第2図は指
北静定のための従来のシーケンスブロック図、第3図は
ジャイロスピン軸の方位過渡応答曲線およびジャイロス
ピン軸の傾斜角過渡応答曲線、第4図は本発明の指北静
定シーケンスブロック図、第5図は切換え回路の1例、
第6図は切換え回路の他側である。 ■−ジャイロコンパス、10−ジャイロスピン軸、10
a−水平面、12−追従サーボモータ、15−支持機構
、16−傾斜角検出器特許出願人   川崎重工業株式
会社 代理人 弁理士 吉村勝俊(ばか1名)第1図 第2図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 高速回転するジャイロにそのジャイロスピン軸
    を含む鉛直面内トルクを与え、ジャイロを水平方向に歳
    差運動させてその歳差運動を検出し、ジャイロの支持機
    構を追従サーボモータを介して旋回させてジャイロスピ
    ン軸を指北静定させるジャイロコンパスにおし1て、 ジャイロコンパスの起動時、ジャイロスピン軸を指北静
    定させるに先立ち、その起動開始時に、傾斜角検出器で
    検出されたジャイロスピン軸の傾斜角に応じて追従サー
    ボモータを回転させ、ジャイロに水平面内トルクを与え
    ることにより、ジャイロスピン軸を一旦水平面に強制的
    に一致させることを特徴とする船舶用ジャイロコンパス
    の起動方法。
JP3869183A 1983-03-08 1983-03-08 船舶用ジヤイロコンパスの起動方法 Pending JPS59163509A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6488310A (en) * 1987-09-30 1989-04-03 Furuno Electric Co Settling system for gyro compass
JPH01180707U (ja) * 1988-06-02 1989-12-26
WO1990013003A1 (fr) * 1989-04-14 1990-11-01 Furuno Electric Company, Limited Compas gyroscopique

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6488310A (en) * 1987-09-30 1989-04-03 Furuno Electric Co Settling system for gyro compass
JPH01180707U (ja) * 1988-06-02 1989-12-26
WO1990013003A1 (fr) * 1989-04-14 1990-11-01 Furuno Electric Company, Limited Compas gyroscopique
US5187870A (en) * 1989-04-14 1993-02-23 Furuno Electric Company, Limited Gyro compass

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