RU2157966C1

RU2157966C1 - Triaxial gyrostabilizer

Info

Publication number: RU2157966C1
Application number: RU2000100782A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Бержицкий; В.Н. Ильин; Ю.Л. Смоллер; В.А. Черепанов; С.Ш. Юрист
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-техническое предприятие "Гравиметрические технологии"
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: navigation and gravimetric instrument engineering, precision navigation and gravimetric systems operating on movable objects- carriers. SUBSTANCE: the gyrostabilizer has an external gimbal ring, whose one or two journals form the azimuth axis of the gimbal, intermediate gimbal ring which forms the intermediate axis of the gimbal by its journals, installed in the bearings of the external gimbal ring, gyrostabilized platform with inertia sensing elements installed on it, forming the internal axis of the gimbal by its journals, installed in the bearings of the intermediate gimbal ring. The azimuth and intermediate, intermediate and internal axes are constructionally perpendicular. The instrument case, whose one or two journals located outside it in its vertical axis of symmetry, installed in one, or two bearings of the object-carrier or shock-absorber, function as the external gimbal ring. The axes of these bearings coincide with the vertical axis of the object-carrier or shock-absorber. EFFECT: enhanced accuracy of inertia sensing elements due to elimination of variation of mutual orientation of sensing elements relative to electronic and electromechanic components installed on the case. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области навигационного и гравиметрического приборостроения и может быть использовано для создания прецизионных навигационных и гравиметрических систем, работающих на подвижных объектах-носителях. The invention relates to the field of navigation and gravimetric instrumentation and can be used to create precision navigation and gravimetric systems operating on moving objects-carriers.

Известны различные типы трехосных гиростабилизаторов, предназначенных для стабилизации гиростабилизированной платформы в плоскости горизонта и в азимуте, включающие системы осей и кардановых колец, образующих полный карданов подвес (Б.И.Назаров, Г.А.Хлебников, Гиростабилизаторы ракет. - М.: Военное издательство министерства обороны, 1975, стр. 37-92). There are various types of triaxial gyrostabilizers designed to stabilize a gyrostabilized platform in the horizon and in azimuth, including a system of axles and cardan rings forming a full gimbal suspension (B.I. Nazarov, G.A. Khlebnikov, Gyrostabilizers rockets. - M .: Military Ministry of Defense Publishing House, 1975, pp. 37-92).

Известен трехосный гиростабилизатор (фиг. 1), включающий гиростабилизированную платформу 1 с установленными на ней инерциальными чувствительными элементами (гироскопы, акселерометры, гравиметрические чувствительные элементы и др.), которая своими цапфами 2, образующими азимутальную ось подвеса, установлена в подшипниках 3 промежуточного карданового кольца 4, который в свою очередь своими цапфами 5, образующими промежуточную ось подвеса, установлен в подшипниках 6 внешнего карданового кольца 7. Внешнее кардановое кольцо своими цапфами 8, образующими внешнюю ось подвеса, установлено в подшипниках 9, расположенных по горизонтальной оси корпуса прибора 10. Азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси подвеса конструктивно перпендикулярны (Б.И.Назаров, Г.А.Хлебников, Гиростабилизаторы ракет. - М.: Военное издательство министерства обороны. 1975, стр. 43). Known triaxial gyrostabilizer (Fig. 1), including a gyrostabilized platform 1 with inertial sensing elements installed on it (gyroscopes, accelerometers, gravimetric sensing elements, etc.), which is mounted in bearings 3 of the intermediate cardan ring with its trunnions 2 forming the azimuthal axis of the suspension. 4, which in turn with its pins 5, forming the intermediate axis of the suspension, is installed in the bearings 6 of the outer cardan ring 7. The outer cardan ring with its pins 8, about developing the external axis of the suspension, it is installed in bearings 9 located along the horizontal axis of the device 10. The azimuth and intermediate, intermediate and internal axes of the suspension are structurally perpendicular (B.I. Nazarov, G.A. Khlebnikov, Gyrostabilizers rockets. - M .: Military Ministry of Defense Publishing House, 1975, p. 43).

Недостатком такого трехосного стабилизатора является то, что при изменении курса объекта-носителя изменяется взаимная ориентация установленных на гиростабилизированной платформе инерциальных чувствительных элементов относительно электромеханических элементов (например, датчиков момента стабилизации), установленных на промежуточном и внешнем кардановых кольцах, а также электронных устройств (вторичные блоки питания, преобразователи, реле и др. ), установленных внутри корпуса прибора, что приводит к переменному тепловому, электромагнитному и электростатическому влиянию и, как следствие, к переменной систематической погрешности инерциальных чувствительных элементов (так называемая "румбовая" погрешность), ухудшающей их точность. The disadvantage of this triaxial stabilizer is that when the course of the carrier object changes, the mutual orientation of the inertial sensing elements mounted on the gyrostabilized platform changes relative to electromechanical elements (for example, stabilization torque sensors) mounted on the intermediate and external cardan rings, as well as electronic devices (secondary units power supplies, converters, relays, etc.) installed inside the device’s case, which leads to an alternating thermal, electron netic and electrostatic and, as a consequence, to the variable systematic errors of the inertial sensors (so-called "rumbovaya" error), impairing their accuracy.

Известен трехосный гиростабилизатор (фиг. 2), в котором внешнее кардановое кольцо 1 с помощью цапф 2, образующих азимутальную ось подвеса, установлено в подшипниках 3 корпуса прибора 4, ориентированных по его вертикальной оси. Промежуточное кардановое кольцо 5, своими цапфами 6 образующее промежуточную ось подвеса, установлено в подшипниках 7 внешнего карданового кольца. Гиростабилизированная платформа 8 своими цапфами 9, образующими внутреннюю ось подвеса, установлена в подшипниках 10 промежуточного карданового кольца. Азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси подвеса конструктивно перпендикулярны. Внешнее кардановое кольцо может быть выполнено в виде полукольца и иметь одну цапфу (Б.И.Назаров, Г.А.Хлебников, Гиростабилизаторы ракет. - М. : Военное издательство министерства обороны. 1975, стр. 38). Known triaxial gyrostabilizer (Fig. 2), in which the outer cardan ring 1 using the pins 2 forming the azimuthal axis of the suspension is installed in the bearings 3 of the housing 4, oriented along its vertical axis. The intermediate cardan ring 5, with its pins 6 forming the intermediate axis of the suspension, is installed in the bearings 7 of the external cardan ring. Gyrostabilized platform 8 with its pins 9, forming the internal axis of the suspension, is installed in the bearings 10 of the intermediate cardan ring. The azimuthal and intermediate, intermediate and internal axes of the suspension are structurally perpendicular. The outer cardan ring can be made in the form of a half ring and have one pin (B.I. Nazarov, G.A. Khlebnikov, Gyrostabilizers rockets. - M.: Military Publishing House of the Ministry of Defense. 1975, p. 38).

В данном трехосном гиростабилизаторе при изменении курса объекта-носителя обеспечивается неизменная ориентация установленных на гиростабилизированной платформе инерциальных чувствительных элементов относительно электромеханических элементов, установленных на промежуточном и внешнем кольцах кардановых подвесов, однако изменяется их взаимная ориентация относительно электронных устройств, установленных на корпусе прибора, таким образом, "румбовая" погрешность частично сохраняется. In this triaxial gyrostabilizer when changing the course of the carrier object, the inertial sensing elements mounted on the gyrostabilized platform are provided with constant orientation relative to electromechanical elements mounted on the intermediate and outer rings of the cardan suspensions, however, their relative orientation relative to the electronic devices mounted on the device’s body is changed, thus the "rumba" error is partially preserved.

Целью настоящего изобретения является повышение точности инерциальных чувствительных элементов путем устранения указанного недостатка. The aim of the present invention is to improve the accuracy of inertial sensing elements by eliminating this drawback.

Указанная цель достигается тем, что в известном трехосном гиростабилизаторе, содержащем внешнее кардановое кольцо, одна или две цапфы которого образуют азимутальную ось подвеса, промежуточное кардановое кольцо своими цапфами, образующими промежуточную ось подвеса, установленное в подшипниках внешнего карданового кольца, гиростабилизированную платформу с установленными на ней инерциальными чувствительными элементами своими цапфами, образующими внутреннюю ось подвеса, установленное в подшипниках промежуточного карданового кольца, причем азимутальная и промежуточная, промежуточная и внутренняя оси конструктивно перпендикулярны, функцию внешнего карданового кольца выполняет корпус прибора, причем одна или две цапфы которого, расположенные вне его по его вертикальной оси симметрии, установлены в одном или двух подшипниках объекта-носителя или аммортизатора, оси подшипников совпадают с вертикальной осью объекта-носителя. This goal is achieved by the fact that in the known triaxial gyrostabilizer containing an external cardan ring, one or two axles of which form the azimuthal axis of the suspension, an intermediate cardan ring with its own pins, forming an intermediate axis of the suspension installed in the bearings of the external cardan ring, a gyrostabilized platform with mounted on it inertial sensing elements with their pins forming the internal axis of the suspension mounted in the bearings of the intermediate cardan ring, moreover, the azimuthal and intermediate, intermediate and internal axes are structurally perpendicular, the function of the external cardan ring is performed by the device body, and one or two trunnions of which, located outside of it along its vertical axis of symmetry, are installed in one or two bearings of the carrier or shock absorber, bearing axes coincide with the vertical axis of the carrier object.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема аналога заявленного устройства. In FIG. 1 shows a kinematic diagram of an analog of the claimed device.

На фиг. 2 изображена кинематическая схема прототипа заявленного устройства. In FIG. 2 shows a kinematic diagram of a prototype of the claimed device.

На фиг. 3 изображена кинематическая схема примера конкретного выполнения заявленного устройства. In FIG. 3 shows a kinematic diagram of an example of a specific implementation of the claimed device.

Пример конкретного выполнения кинематической схемы заявленного трехосного стабилизатора представлен на фиг.3. Промежуточное кардановое кольцо 1 подвеса своими цапфами 2 установлено в подшипниках 3, расположенных на кронштейнах 4, закрепленных на основании корпуса прибора 5 внутри его. Оси подшипников 3 расположены по горизонтальной оси корпуса прибора. Цапфа 6 корпуса прибора, выполняющего функцию внешнего карданового кольца, расположена вне его по его вертикальной оси симметрии и установлена в подшипниках 7 объекта носителя или амортизатора 8. Ось подшипника 7 совпадает с вертикальной осью объекта-носителя или амортизатора. На фиг. 3 показана также гиростабилизированная платформа 9 с цапфами 10 и подшипники 11 карданового кольца 1. An example of a specific implementation of the kinematic scheme of the claimed triaxial stabilizer is presented in figure 3. The intermediate gimbal ring 1 of the suspension with its pins 2 is installed in the bearings 3 located on the brackets 4, mounted on the base of the device 5 inside it. The axis of the bearings 3 are located on the horizontal axis of the housing of the device. The pin 6 of the housing of the device, which performs the function of an external cardan ring, is located outside it along its vertical axis of symmetry and is installed in the bearings 7 of the carrier or shock absorber 8. The axis of the bearing 7 coincides with the vertical axis of the carrier or shock absorber. In FIG. 3 also shows a gyrostabilized platform 9 with pins 10 and bearings 11 of the universal joint ring 1.

Совмещение функции корпуса прибора и внешнего карданового кольца устраняет изменение взаимной ориентации установленных на гиростабилизированной платформе инерциальных чувствительных элементов относительно электронных и электромеханических элементов, установленных на корпусе прибора, при изменении курса объекта-носителя, тем самым повышается точность инерциальных чувствительных элементов. "Румбовая" погрешность устраняется полностью. The combination of the function of the device’s body and the external cardan ring eliminates the change in the mutual orientation of the inertial sensitive elements mounted on the gyro-stabilized platform relative to the electronic and electromechanical elements installed on the device’s body when the carrier object changes course, thereby increasing the accuracy of the inertial sensitive elements. The "room" error is eliminated completely.

Claims

A triaxial gyrostabilizer containing an external cardan ring, one or two axles of which form the azimuthal axis of the suspension, an intermediate cardan ring with its own pins forming the intermediate axis of the suspension installed in the bearings of the external cardan ring, a gyrostabilized platform with inertial sensing elements installed on it, its own pins, images the inner axis of the suspension installed in the bearings of the intermediate cardan ring, and the azimuthal and intermediate, intermediate the inner and inner axes are structurally perpendicular, characterized in that the device’s body performs the function of an external cardan ring, one or two trunnions of which are located outside it by its vertical symmetry are installed in one or two bearings of the carrier object or shock absorber, and the bearing axes coincide with the vertical axis of the carrier object or shock absorber.