RU212794U1 - LINE OF SIGHT STABILIZATION SYSTEM - Google Patents

LINE OF SIGHT STABILIZATION SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU212794U1
RU212794U1 RU2022108432U RU2022108432U RU212794U1 RU 212794 U1 RU212794 U1 RU 212794U1 RU 2022108432 U RU2022108432 U RU 2022108432U RU 2022108432 U RU2022108432 U RU 2022108432U RU 212794 U1 RU212794 U1 RU 212794U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platform
output
correcting device
input
digital
Prior art date
Application number
RU2022108432U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Вениаминович Батюшков
Александр Геннадьевич Воложин
Сергей Николаевич Друщиц
Павел Васильевич Качинский
Олег Яковлевич Кухарев
Владимир Семенович Лазурко
Сергей Борисович Литвяков
Виктор Афанасьевич Мазуров
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Пеленг" filed Critical Открытое Акционерное Общество "Пеленг"
Application granted granted Critical
Publication of RU212794U1 publication Critical patent/RU212794U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности к гиростабилизированным устройствам, размещаемым на подвижных объектах для обеспечения двухплоскостной стабилизации линии визирования оптических приборов. Система содержит корпус, платформу с вертикальной осью, размещенную в подшипниках корпуса, первый исполнительный двигатель, установленный на вертикальной оси платформы, зеркальный отражатель с горизонтальной осью, размещенной в подшипниках платформы, гиромодуль, цифровое усилительно-корректирующее устройство, имеющее три входа и два выхода, первый вход которого соединен с выходом гиромодуля, а первый выход соединен с первым исполнительным двигателем, первый датчик угла, соединенный со вторым входом цифрового усилительно-корректирующего устройства. Новым является, что гиромодуль и цифровое усилительно-корректирующее устройство установлены на платформе, на горизонтальной оси зеркального отражателя установлены второй исполнительный двигатель, вход которого соединен со вторым выходом цифрового усилительно-корректирующего устройства, и первый датчик угла, на вертикальной оси платформы установлен второй датчик угла, выход которого соединен с третьим входом цифрового усилительно-корректирующего устройства, гиромодуль имеет три взаимно перпендикулярных оси чувствительности, две из которых расположены соосно с вертикальной осью платформы и горизонтальной осью зеркального отражателя, а третья направлена по линии визирования. В качестве гиромодуля использован трехосевой гироскопический модуль, выполненный по МЭМС-технологии. В качестве первого и второго датчиков угла использованы цифровые датчики угла с не менее 21-разрядным цифровым кодом на выходе. Технический результат - упрощение конструкции, снижение массогабаритных параметров, повышение надежности при обеспечении высокого качества наблюдения и точности прицеливания.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of optical instrumentation, in particular to gyro-stabilized devices placed on moving objects to provide two-plane stabilization of the line of sight of optical instruments. The system comprises a body, a platform with a vertical axis located in the bearings of the body, the first actuator mounted on the vertical axis of the platform, a mirror reflector with a horizontal axis placed in the bearings of the platform, a gyro module, a digital amplifying and correcting device with three inputs and two outputs, the first input of which is connected to the output of the gyromodule, and the first output is connected to the first executive engine, the first angle sensor connected to the second input of the digital amplifying-correcting device. What is new is that the gyromodule and the digital amplifying-correcting device are installed on the platform, the second actuator is installed on the horizontal axis of the mirror reflector, the input of which is connected to the second output of the digital amplifying-correcting device, and the first angle sensor, the second angle sensor is installed on the vertical axis of the platform , the output of which is connected to the third input of the digital amplifying-correcting device, the gyromodule has three mutually perpendicular sensitivity axes, two of which are located coaxially with the vertical axis of the platform and the horizontal axis of the mirror reflector, and the third is directed along the line of sight. A three-axis gyroscopic module made using MEMS technology was used as a gyromodule. Digital angle sensors with at least 21-bit digital code at the output are used as the first and second angle sensors. The technical result is a simplification of the design, a reduction in weight and size parameters, an increase in reliability while ensuring high quality of observation and aiming accuracy.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области оптического приборостроения, в частности к гиростабилизированным устройствам, размещаемым на подвижных объектах для обеспечения двухплоскостной стабилизации линии визирования оптических приборов.The utility model relates to the field of optical instrumentation, in particular to gyro-stabilized devices placed on moving objects to provide two-plane stabilization of the line of sight of optical instruments.

Известна система стабилизации линии визирования [1], содержащая корпус, платформу с вертикальной осью, размещенную в подшипниках корпуса, зеркальный отражатель с горизонтальной осью, размещенный в подшипниках платформы, одноосный гироскопический стабилизатор с контуром управления, выходная ось которого размещена в подшипниках платформы и кинематически связана передачей в соотношении 2:1 с горизонтальной осью зеркального отражателя, датчик угла, кинематически связанный с горизонтальной осью зеркального отражателя, исполнительный двигатель, установленный на вертикальной оси платформы, усилительно-корректирующее устройство, гироскопический чувствительный элемент, выполненный в виде гиромодуля, содержащего два датчика угловой скорости, усилительно-корректирующее устройство выполнено в виде единого цифрового модуля, при этом первый вход усилительно-корректирующего устройства соединен с выходом датчика угла, второй, третий и четвертый входы соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходом гиромодуля, первый выход усилительно-корректирующего устройства подключен к исполнительному двигателю, второй выход соединен с входом контура управления одноосного гироскопического стабилизатора, оси чувствительности гиромодуля, жестко связанного с выходной осью одноосного гироскопического стабилизатора, расположены соосно с вертикальной осью платформы и с горизонтальной осью зеркального отражателя.A known system for stabilizing the line of sight [1], containing a housing, a platform with a vertical axis placed in the bearings of the housing, a mirror reflector with a horizontal axis placed in the bearings of the platform, a uniaxial gyroscopic stabilizer with a control loop, the output axis of which is placed in the bearings of the platform and is kinematically connected transmission in a ratio of 2:1 with the horizontal axis of the mirror reflector, an angle sensor kinematically connected to the horizontal axis of the mirror reflector, an actuator mounted on the vertical axis of the platform, an amplifying and correcting device, a gyroscopic sensitive element made in the form of a gyromodule containing two angle sensors speed, the amplifying-correcting device is made in the form of a single digital module, while the first input of the amplifying-correcting device is connected to the output of the angle sensor, the second, third and fourth inputs are connected respectively to the first, second and third output of the gyro module, the first output of the amplifying-correcting device is connected to the actuator, the second output is connected to the input of the control circuit of the uniaxial gyroscopic stabilizer, the sensitivity axis of the gyromodule, rigidly connected to the output axis of the uniaxial gyroscopic stabilizer, are located coaxially with the vertical axis of the platform and with the horizontal axis of the mirror reflector .

Недостатком данной системы является использование силового гиростабилизатора. Система, построенная с применением одноосного гироскопического стабилизатора, имеет ограниченный угол обзора вертикального наведения, не превышающий 45 градусов, требуется наличие кинематической передачи в соотношении 2:1 между горизонтальной осью вращения одноосного гироскопического стабилизатора и горизонтальной осью зеркального отражателя, необходимо использование специального напряжения питания для одноосного гироскопического стабилизатора, что приводит к усложнению системы и увеличению ее габаритов.The disadvantage of this system is the use of a power gyrostabilizer. A system built using a single-axis gyroscopic stabilizer has a limited vertical guidance angle of view not exceeding 45 degrees, a 2:1 kinematic transmission is required between the horizontal axis of rotation of the single-axis gyroscopic stabilizer and the horizontal axis of the mirror reflector, it is necessary to use a special supply voltage for a single-axis gyroscopic stabilizer, which leads to a complication of the system and an increase in its dimensions.

Задачей полезной модели является упрощение конструкции, снижение массогабаритных параметров, повышение надежности при обеспечении высокого качества наблюдения и точности прицеливания.The objective of the utility model is to simplify the design, reduce weight and size parameters, increase reliability while ensuring high quality of observation and aiming accuracy.

Предложена система стабилизации и наведения линии визирования (далее - ССЛВ), содержащая корпус, платформу с вертикальной осью, размещенную в подшипниках корпуса, первый исполнительный двигатель (далее - ИД1), установленный на вертикальной оси платформы, зеркальный отражатель с горизонтальной осью, размещенной в подшипниках платформы, гиромодуль, цифровое усилительно-корректирующее устройство (далее - ЦУКУ), имеющее три входа и два выхода, первый вход которого соединен с выходом гиромодуля, а первый выход соединен с ИД1, первый датчик угла (далее - ДУ1), соединенный со вторым входом ЦУКУ. Новизна предложения состоит в том, что гиромодуль и ЦУКУ установлены на платформе, на горизонтальной оси зеркального отражателя установлены второй исполнительный двигатель (далее - ИД2), вход которого соединен со вторым выходом ЦУКУ, и ДУ1, на вертикальной оси платформы установлен второй датчик угла (далее - ДУ2), выход которого соединен с третьим входом ЦУКУ, гиромодуль имеет три взаимно перпендикулярных оси чувствительности, две из которых расположены соосно с вертикальной осью платформы и горизонтальной осью зеркального отражателя, а третья направлена по линии визирования. В качестве гиромодуля использован трехосевой гироскопический модуль, выполненный по МЭМС-технологии. В качестве ДУ1 и ДУ2 использованы цифровые датчики угла с не менее 21-разрядным цифровым кодом на выходе.A system for stabilizing and guiding the line of sight (hereinafter - SSLV) is proposed, containing a body, a platform with a vertical axis located in the body bearings, the first executive engine (hereinafter - ID1) installed on the vertical axis of the platform, a mirror reflector with a horizontal axis placed in the bearings platforms, a gyromodule, a digital amplifying and correcting device (hereinafter referred to as TsUKU), having three inputs and two outputs, the first input of which is connected to the output of the gyromodule, and the first output is connected to ID1, the first angle sensor (hereinafter referred to as DU1) connected to the second input TSUKU. The novelty of the proposal lies in the fact that the gyromodule and the TsUKU are installed on the platform, on the horizontal axis of the mirror reflector the second executive engine (hereinafter referred to as ID2) is installed, the input of which is connected to the second output of the TsUKU, and DU1, the second angle sensor is installed on the vertical axis of the platform (hereinafter - DU2), the output of which is connected to the third input of the TsUKU, the gyromodule has three mutually perpendicular sensitivity axes, two of which are located coaxially with the vertical axis of the platform and the horizontal axis of the mirror reflector, and the third is directed along the line of sight. A three-axis gyroscopic module made using MEMS technology was used as a gyromodule. As DU1 and DU2, digital angle sensors with at least 21-bit digital output code were used.

На чертеже (фиг.) представлена структурно-кинематическая схема ССЛВ.The drawing (Fig.) shows the structural-kinematic diagram of the SSLV.

ССЛВ содержит корпус 1, закрепленный на подвижном объекте, платформу 4 с вертикальной осью 10, размещенной в подшипниках 11 корпуса 1, вертикальный отражатель 5 с горизонтальной осью 12, размещенной в подшипниках 13 платформы 4, при этом горизонтальная ось 12 перпендикулярна вертикальной оси 10, ЦУКУ 7, размещенное на платформе 4 и имеющее три входа и два выхода, ДУ1 9, размещенный на горизонтальной оси 12, выход которого подключен к первому входу ЦУКУ 7, первый моментный двигатель 8, размещенный на горизонтальной оси 12, вход которого подключен к первому выходу ЦУКУ 7, ДУ2 2, размещенный на вертикальной оси 10, выход которого подключен к второму входу ЦУКУ 7, второй моментный двигатель 3, вход которого подключен к второму выходу ЦУКУ 7, и трехосевой гироскопический датчик 6, установленный неподвижно на платформе 4, выход которого подключен к третьему входу ЦУКУ 7, при этом первая ось чувствительности гироскопического датчика 6 параллельна горизонтальной оси 12 платформы 4, его вторая ось чувствительности - параллельно вертикальной оси 10, а третья ось чувствительности взаимноортогональна первым двум.SSLV contains a body 1 fixed on a movable object, a platform 4 with a vertical axis 10 placed in the bearings 11 of the body 1, a vertical reflector 5 with a horizontal axis 12 placed in the bearings 13 of the platform 4, while the horizontal axis 12 is perpendicular to the vertical axis 10, TsUKU 7, placed on the platform 4 and having three inputs and two outputs, DU1 9, placed on the horizontal axis 12, the output of which is connected to the first input of the TsUKU 7, the first torque motor 8, placed on the horizontal axis 12, the input of which is connected to the first output of the TsUKU 7, DU2 2, placed on the vertical axis 10, the output of which is connected to the second input of the TsUKU 7, the second torque motor 3, the input of which is connected to the second output of the TsUKU 7, and the three-axis gyro sensor 6, fixedly mounted on the platform 4, the output of which is connected to to the third input of the TsUKU 7, while the first axis of sensitivity of the gyroscopic sensor 6 is parallel to the horizontal axis 12 of the platform 4, its second the sensitivity axis is parallel to the vertical axis 10, and the third sensitivity axis is mutually orthogonal to the first two.

В качестве гироскопического датчика использова мультиосевой гиромодуль, выполненный по МЭМС-технологии (например, STIM210 компании Sensonor Technologies). Характеристики гироскопа STIM210 приближаются по точности к волоконно-оптическим гироскопам. Применение данного типа гироскопического чувствительного элемента позволяет повысить прочность, надежность системы и снизить вес, потребляемую мощность и стоимость.As a gyroscopic sensor, we used a multi-axis gyromodule made using MEMS technology (for example, STIM210 from Sensonor Technologies). The characteristics of the STIM210 gyroscope are close in accuracy to fiber optic gyroscopes. The use of this type of gyroscopic sensing element can increase the strength, reliability of the system and reduce weight, power consumption and cost.

При движении объекта по трассе по вертикальной оси 10 и горизонтальной оси 12 платформы 4 действуют различные внешние возмущающие моменты, вызывающие отклонение платформы и линии визирования от стабилизируемого направления, при этом при помощи гироскопического датчика 6 снимается сигнал, пропорциональный угловой скорости отклонения лини визирования относительно стабилизированного направления, а при помощи ДУ2 2 снимается сигнал, пропорциональный углу поворота относительно вертикальной оси 10. Полученные сигналы поступают на ЦУКУ 7, который формирует по их разности сигнал управления вторым моментным двигателем 3, который изменяет скорость поворота платформы вокруг вертикальной оси 10 так, чтобы сигнал ошибки стабилизации был равным нулю. По горизонтальной оси 12 стабилизация осуществляется ЦУКУ 7 путем нахождения разности между величиной скорости разворота платформы 4 вокруг оси чувствительности гироскопического датчика и скорости разворота линии визирования вокруг второй оси, вычисленной как удвоенная скорость поворота вертикального отражателя 5 относительно платформы 4, полученная путем цифрового дифференцирования сигнала ДУ1 9. Из полученного сигнала разности ЦУКУ 7 формирует сигнал управления первым моментным двигателем 8, который изменяет скорость поворота вертикального отражателя 5 вокруг горизонтальной оси 12 так, чтобы сигнал разности был равным нулю.When an object moves along the track along the vertical axis 10 and horizontal axis 12 of the platform 4, various external disturbing moments act, causing the platform and the line of sight to deviate from the stabilized direction, while using the gyroscopic sensor 6, a signal is taken that is proportional to the angular velocity of the deviation of the line alignment relative to the stabilized direction , and with the help of DU2 2, a signal proportional to the angle of rotation relative to the vertical axis 10 is removed. The received signals are fed to the TsUKU 7, which generates, by their difference, a control signal for the second torque motor 3, which changes the speed of rotation of the platform around the vertical axis 10 so that the error signal stabilization was zero. On the horizontal axis 12, stabilization is carried out by the TsUKU 7 by finding the difference between the rate of turn of the platform 4 around the sensitivity axis of the gyroscopic sensor and the rate of turn of the line of sight around the second axis, calculated as twice the rate of rotation of the vertical reflector 5 relative to the platform 4, obtained by digital differentiation of the signal DU1 9 From the received difference signal, TsUKU 7 generates a control signal for the first torque motor 8, which changes the speed of rotation of the vertical reflector 5 around the horizontal axis 12 so that the difference signal is equal to zero.

Таким образом, реализация предложенной схемы построения системы стабилизации и наведения линии визирования позволяет отказаться от использования гиростабилизатора на отдельной платформе с кинематической передачей 2:1 между платформой и зеркальным отражателем, упростив при этом конструкцию, и, как следствие, снизив габаритные размеры, массу, стоимость, и повысив надежность, при этом обеспечить высокое качество наблюдения и точности прицеливания, выполнение операции измерения дальности, повышение разрешающей способности прицела и дальности обнаружения цели.Thus, the implementation of the proposed scheme for constructing a stabilization and line of sight guidance system makes it possible to abandon the use of a gyro stabilizer on a separate platform with a 2: 1 kinematic transmission between the platform and the mirror reflector, while simplifying the design and, as a result, reducing overall dimensions, weight, and cost. , and increasing reliability, while ensuring high quality of observation and aiming accuracy, performing a range measurement operation, increasing the resolution of the sight and the target detection range.

Использованные источники информации:Used sources of information:

1. Евразийский патент №029390 B1, G02B 23/02, G12B 5/00, опуб. 30.03.2018 (прототип).1. Eurasian patent No. 029390 B1, G02B 23/02, G12B 5/00, pub. 03/30/2018 (prototype).

Claims (3)

1. Система стабилизации и наведения линии визирования, содержащая корпус, платформу с вертикальной осью, размещенную в подшипниках корпуса, первый исполнительный двигатель, установленный на вертикальной оси платформы, зеркальный отражатель с горизонтальной осью, размещенной в подшипниках платформы, гиромодуль, цифровое усилительно-корректирующее устройство, имеющее три входа и два выхода, первый вход которого соединен с выходом гиромодуля, а первый выход соединен с первым исполнительным двигателем, первый датчик угла, соединенный со вторым входом цифрового усилительно-корректирующего устройства, отличающаяся тем, что гиромодуль и цифровое усилительно-корректирующее устройство установлены на платформе, на горизонтальной оси зеркального отражателя установлены второй исполнительный двигатель, вход которого соединен со вторым выходом цифрового усилительно-корректирующего устройства, и первый датчик угла, на вертикальной оси платформы установлен второй датчик угла, выход которого соединен с третьим входом цифрового усилительно-корректирующего устройства, гиромодуль имеет три взаимно перпендикулярных оси чувствительности, две из которых расположены соосно с вертикальной осью платформы и горизонтальной осью зеркального отражателя, а третья направлена по линии визирования.1. A system for stabilizing and guiding the line of sight, comprising a housing, a platform with a vertical axis located in the bearings of the housing, the first actuator mounted on the vertical axis of the platform, a mirror reflector with a horizontal axis located in the bearings of the platform, a gyro module, a digital amplifying and corrective device , having three inputs and two outputs, the first input of which is connected to the output of the gyro module, and the first output is connected to the first executive engine, the first angle sensor connected to the second input of the digital amplifying and correcting device, characterized in that the gyro module and the digital amplifying and correcting device installed on the platform, on the horizontal axis of the mirror reflector, the second actuator is installed, the input of which is connected to the second output of the digital amplifying-correcting device, and the first angle sensor, the second angle sensor is installed on the vertical axis of the platform, the output of which is connected to the third input of the digital amplifying-correcting device, the gyromodule has three mutually perpendicular sensitivity axes, two of which are located coaxially with the vertical axis of the platform and the horizontal axis of the mirror reflector, and the third is directed along the line of sight. 2. Система стабилизации по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве гиромодуля использован трехосевой гироскопический модуль, выполненный по МЭМС-технологии.2. Stabilization system according to claim 1, characterized in that a three-axis gyro module made using MEMS technology is used as a gyro module. 3. Система стабилизации по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве первого и второго датчиков угла использованы цифровые датчики угла с не менее 21-разрядным цифровым кодом на выходе.3. The stabilization system according to claim 1, characterized in that digital angle sensors with at least 21-bit digital output code are used as the first and second angle sensors.
RU2022108432U 2021-04-08 2022-03-29 LINE OF SIGHT STABILIZATION SYSTEM RU212794U1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BYU20210091 2021-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU212794U1 true RU212794U1 (en) 2022-08-09

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867317A (en) * 1995-09-19 1999-02-02 Sagem Sa Stabilized optical sighting system
RU2260773C1 (en) * 2004-06-10 2005-09-20 Тульский государственный университет (ТулГУ) Sight line stabilizer
RU193284U1 (en) * 2018-06-29 2019-10-22 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" STABILIZATION SYSTEM OF THE VISING LINE OF THE OPTOELECTRONIC MODULE

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867317A (en) * 1995-09-19 1999-02-02 Sagem Sa Stabilized optical sighting system
RU2260773C1 (en) * 2004-06-10 2005-09-20 Тульский государственный университет (ТулГУ) Sight line stabilizer
RU193284U1 (en) * 2018-06-29 2019-10-22 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" STABILIZATION SYSTEM OF THE VISING LINE OF THE OPTOELECTRONIC MODULE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103292801B (en) Optical fiber gyroscope theodolite and north finding method thereof
US6862084B2 (en) Laser range finder
CN104697521B (en) A method of high-speed rotary body posture and angular speed are measured using gyro redundancy oblique configuration mode
CN107064909A (en) A kind of laser radar directive property stabilizer and laser radar directive property systems stabilisation and a kind of compensation method of laser radar
JPH06250100A (en) Image stabilizing device
US3326619A (en) Gyro stabilized sight system utilizing a mirror with front and back reflecting surfaces
RU212794U1 (en) LINE OF SIGHT STABILIZATION SYSTEM
US4123164A (en) Autocollimating assembly for the self-calibration of a stellar navigational system
CN113701752A (en) Full strapdown attitude measurement device and method for spinning projectile
RU2414732C1 (en) Device for stabilising line of vision
US20220317149A1 (en) Reversing actuation type inertia detecting device and surveying instrument
RU2785798C1 (en) System for stabilising the line of sight
Lu et al. Calibration, alignment, and dynamic tilt maintenance method based on vehicular hybrid measurement unit
Walter et al. Stabilized inertial measurement system (SIMS)
CN203259165U (en) Fiber optic gyroscope theodolite
RU2256882C2 (en) Method of in-roll stabilization of inertial platform for quickly rotating objects and in-roll stabilized inertial platform
RU215397U1 (en) STABILIZATION AND LINE OF SIGHT GUIDANCE SYSTEM
EA029390B1 (en) Sight line stabilization system
US5360184A (en) High-performance, low-cost inertial guidance system
US4270044A (en) Optical reference gyro
RU2102785C1 (en) Sighting line stabilizing system
RU2693561C1 (en) Method of increasing accuracy of a gyroscopic system for stabilizing a line of sight
RU193284U1 (en) STABILIZATION SYSTEM OF THE VISING LINE OF THE OPTOELECTRONIC MODULE
US3310877A (en) Vehicle optical alignment device
RU2339002C1 (en) Method of evaluation of navigation parameters of operated mobile objects and related device for implementation thereof