RU2370731C1 - Gyro with equalised gyro forces - Google Patents
Gyro with equalised gyro forces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370731C1 RU2370731C1 RU2008140281/28A RU2008140281A RU2370731C1 RU 2370731 C1 RU2370731 C1 RU 2370731C1 RU 2008140281/28 A RU2008140281/28 A RU 2008140281/28A RU 2008140281 A RU2008140281 A RU 2008140281A RU 2370731 C1 RU2370731 C1 RU 2370731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- axis
- rotors
- gyroscopic
- flywheels
- Prior art date
Links
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гироскопическим устройствам, может быть применено преимущественно на средствах передвижения, содержащих устройства с применением гироскопов, в том числе оснащенных массивными роторами.The invention relates to gyroscopic devices, can be applied mainly to vehicles containing devices using gyroscopes, including those equipped with massive rotors.
Известен гироскоп, содержащий ротор, ось которого может изменять свое направление в пространстве, что обеспечивается применением карданного подвеса из последовательно размещенных кожухов в виде колец или рамок, опирающихся на цапфы осей и подшипники (см. “Политехнический словарь” под ред. А.Ю.Ишлинского, изд. “Советская энциклопедия”, М., 1980, стр.122) (далее - ПС).A gyroscope is known that contains a rotor, the axis of which can change its direction in space, which is ensured by the use of a gimbal from sequentially placed housings in the form of rings or frames based on axle axles and bearings (see. "Polytechnical Dictionary" under the editorship of A.Yu. Ishlinsky, ed. "Soviet Encyclopedia", M., 1980, p. 122) (hereinafter - PS).
Известен также гироскоп, содержащий основание с опорами для концов оси и размещенный на середине оси ротор, обладающий способностью сохранять направление линии оси собственного вращения. При вынужденном вращении основания на противостоящие опоры со стороны ротора действует перпендикулярно к оси противоположно направленная пара гироскопических сил (см. “Физический энциклопедический словарь” под ред. А.М.Прохорова. М.: “Советская энциклопедия”, стр.126/3) (далее - Словарь).A gyroscope is also known, containing a base with supports for the ends of the axis and a rotor located in the middle of the axis, which has the ability to maintain the direction of the axis of the axis of proper rotation. When the base is forced to rotate on opposing supports on the rotor side, an oppositely directed pair of gyroscopic forces acts perpendicular to the axis (see “Physical Encyclopedic Dictionary” edited by A. M. Prokhorov. M.: “Soviet Encyclopedia”, p. 126/3) (hereinafter referred to as the Dictionary).
Недостатками указанных гироскопов является то, что действующая со стороны ротора пара гироскопических сил воздействует на опоры оси и основание гироскопа в целом в противоположных направлениях, что усложняет устройство гироскопа, уменьшает надежность его функционирования при применении массивных роторов и приводит к необходимости учитывать характер действия этих противоположно направленных сил (см. Словарь, стр.126/3, 127/1).The disadvantages of these gyroscopes is that the pair of gyroscopic forces acting on the rotor side acts on the axis supports and the base of the gyroscope as a whole in opposite directions, which complicates the gyroscope’s design, reduces the reliability of its operation when using massive rotors and makes it necessary to take into account the nature of the action of these oppositely directed forces (see Dictionary, p. 126/3, 127/1).
Предлагаемое изобретение позволяет получить технический результат, заключающийся в уравновешивании действующих на опоры со стороны двух роторов пар гироскопических сил, что упрощает соединение оси роторов с опорами, повышает надежность функционирования гироскопического устройства, особенно при применении массивных роторов.The present invention allows to obtain a technical result, which consists in balancing the pairs of gyroscopic forces acting on the supports from the side of two rotors, which simplifies the connection of the axis of the rotors with the supports, increases the reliability of the gyroscopic device, especially when using massive rotors.
Указанный технический результат достигается тем, что гироскопическое устройство содержит основание с опорами для концов оси и закрепленный на оси ротор, обладающий способностью сохранять направление линии оси собственного вращения. При вынужденном вращении основания на противостоящие опоры со стороны ротора действует перпендикулярно к оси пара гироскопических сил. Согласно изобретению применяется два ротора - парный и одиночный с одинаковыми по абсолютному значению моментами инерции, центры масс которых совмещены в одной точке на середине линии оси роторов. Парный ротор состоит из двух маховиков с одинаковыми по значению моментами инерции, закрепленных на основной оси на равных расстояниях от противостоящих опор, с которыми основная ось соединена с возможностью свободного вращения. Между маховиками парного ротора имеется свободное пространство, в котором находится маховик одиночного ротора, закрепленный на полой оси, размещенной коаксиально с основной осью с возможностью свободного вращения на ней. Привод роторов осуществляет их вращение с одинаковой частотой в противоположных направлениях относительно друг друга и основания гироскопического устройства, что обеспечивает возможность воздействия на опоры уравновешивающих друг друга пар гироскопических сил со стороны разных роторов. Опоры оси закреплены на основании гироскопического устройства.The specified technical result is achieved by the fact that the gyroscopic device contains a base with supports for the ends of the axis and a rotor fixed on the axis, which has the ability to maintain the direction of the axis of its own rotation axis. In case of forced rotation of the base, the opposing bearings on the rotor side act perpendicular to the axis of the pair of gyroscopic forces. According to the invention, two rotors are used: paired and single, with inertia moments identical in absolute value, the centers of mass of which are aligned at one point in the middle of the axis line of the rotors. A twin rotor consists of two flywheels with identical inertia moments, fixed on the main axis at equal distances from opposing bearings, with which the main axis is connected with the possibility of free rotation. Between the flywheels of the twin rotor there is a free space in which the flywheel of the single rotor is mounted, mounted on a hollow axis, placed coaxially with the main axis with the possibility of free rotation on it. The rotor drive rotates them at the same frequency in opposite directions relative to each other and to the base of the gyroscopic device, which makes it possible to influence pairs of gyroscopic forces counterbalancing each other from different rotors. The axis supports are fixed on the basis of the gyroscopic device.
Привод роторов, как вариант устройства, выполнен в виде закрепленного на конце ведущего вала ведущего конического зубчатого колеса, входящего с диаметрально противоположных сторон в зацеплении с коническими зубчатыми венцами на обращенных друг к другу боковых поверхностях одиночного ротора и одного из маховиков парного ротора. Линия оси ведущего вала расположена перпендикулярно к линии оси роторов.The rotor drive, as a variant of the device, is made in the form of a bevel gear attached to the end of the drive shaft, which engages from diametrically opposite sides in engagement with the bevel gears on the side surfaces of the single rotor and one of the flywheels of the twin rotor facing each other. The axis line of the drive shaft is perpendicular to the axis line of the rotors.
Привод роторов, как вариант устройства, выполнен в виде воздушных турбинок, лопатки которых закреплены на утолщенных ободах роторов.The rotor drive, as a variant of the device, is made in the form of air turbines, the blades of which are mounted on thickened rims of the rotors.
Привод каждого ротора, как вариант устройства, выполнен в виде совмещенного с ним ротора быстроходного электромотора.The drive of each rotor, as a variant of the device, is made in the form of a rotor of a high-speed electric motor combined with it.
В целях вращения роторов с одинаковой частотой, при выполнении их по второму и третьему вариантам устройства, они могут быть соединены промежуточным коническим зубчатым колесом с одинаковым относительно каждого ротора передаточным отношением.In order to rotate the rotors with the same frequency, when executed according to the second and third variants of the device, they can be connected by an intermediate bevel gear with the same gear ratio relative to each rotor.
На приведенном чертеже дан общий вид гироскопического устройства с изображением одиночного ротора и его полой оси в разрезе фронтальной плоскостью по линии оси 0-0 роторов, и с показом направления вращения роторов ω1 и ω2, вала привода ω8 и вынужденного вращения ω основания гироскопического устройства, а также направления векторов F1-F1 и F2-F2 действующих на опоры со стороны роторов 1 и 2 пар гироскопических сил.The drawing shows a General view of the gyroscopic device with the image of a single rotor and its hollow axis in the context of the frontal plane along the axis of the 0-0 axis of the rotors, and showing the direction of rotation of the rotors ω 1 and ω 2 , the drive shaft ω 8 and the forced rotation ω of the gyro base devices, as well as the directions of the vectors F 1 -F 1 and F 2 -F 2 acting on the supports from the side of the rotors 1 and 2 pairs of gyroscopic forces.
Гироскопическое устройство содержит основание с опорами для концов оси и закрепленный на оси ротор, обладающий способностью сохранять направление линии оси собственного вращения. При вынужденном вращении ω основания на противостоящие опоры со стороны ротора действует перпендикулярно к оси пара гироскопических сил.The gyroscopic device contains a base with supports for the ends of the axis and a rotor fixed on the axis, which has the ability to maintain the direction of the axis of its own rotation axis. When the base ω is forced to rotate, the opposing bearings on the rotor side act perpendicular to the axis of the pair of gyroscopic forces.
Согласно изобретению применяется два ротора - парный 1 и одиночный 2 с одинаковыми по абсолютному значению моментами инерции, центры масс которых совмещены в одной точке 3 на середине линии 0-0 роторов. Парный ротор состоит из двух маховиков 1 с одинаковыми по значению моментами инерции, закрепленных на основной оси 4 на равных расстояниях от противостоящих опор 5, с которыми основная ось 4 соединена с возможностью свободного вращения. Между маховиками 1 парного ротора имеется свободное пространство, в котором находится маховик одиночного ротора 2, закрепленный на полой оси 6, размещенной коаксиально с основной осью 4 с возможностью свободного вращения на ней. Привод роторов осуществляет их вращение ω1 и ω2 с одинаковой частотой в противоположных направлениях относительно друг друга и основания 7 гироскопического устройства, что обеспечивает возможность воздействия на опоры 5 уравновешивающих друг друга пар гироскопических сил F1-F1 и F2-F2 со стороны разных роторов 1 и 2. Опоры 5 оси закреплены на основании 7 гироскопического устройства.According to the invention, two rotors are used: a paired 1 and a single 2 with the inertia moments identical in absolute value, the centers of mass of which are aligned at one point 3 in the middle of the 0-0 rotor line. The twin rotor consists of two flywheels 1 with identical inertia moments fixed on the main axis 4 at equal distances from the opposing bearings 5, with which the main axis 4 is connected with the possibility of free rotation. Between the flywheels 1 of the twin rotor there is free space in which the flywheel of the single rotor 2 is located, mounted on the hollow axis 6, placed coaxially with the main axis 4 with the possibility of free rotation on it. The rotor drive carries out their rotation of ω 1 and ω 2 with the same frequency in opposite directions relative to each other and the base 7 of the gyroscopic device, which makes it possible to impact on the supports 5 pairs of gyroscopic forces F 1 -F 1 and F 2 -F 2 balancing each other the sides of the different rotors 1 and 2. The 5 axis supports are fixed on the base 7 of the gyroscopic device.
Привод роторов, как вариант устройства, выполнен в виде закрепленного на конце ведущего вала 8 ведущего конического зубчатого колеса 9, входящего с диаметрально противоположных сторон в зацепление с коническими зубчатыми венцами 10 на обращенных друг к другу боковых поверхностях одиночного ротора 2 и одного из маховиков 1 парного ротора. Линия оси 01-01 ведущего вала 8 расположена перпендикулярно к линии оси 0-0 роторов.The rotor drive, as a variant of the device, is made in the form of a bevel gear 9 mounted on the end of the drive shaft 8, which engages from diametrically opposite sides with bevel gears 10 on the side surfaces of a single rotor 2 and one of the flywheels 1 paired facing each other rotor. The axis line 0 1 -0 1 of the drive shaft 8 is perpendicular to the axis axis line 0-0 of the rotors.
Привод роторов, как вариант устройства, выполнен в виде воздушных турбинок, лопатки которых закреплены на утолщенных ободах маховиков роторов.The rotor drive, as a variant of the device, is made in the form of air turbines, the blades of which are mounted on thickened rims of the rotor flywheels.
Привод каждого ротора, как вариант устройства, выполнен в виде совмещенного с ним ротора быстроходного электромотора.The drive of each rotor, as a variant of the device, is made in the form of a rotor of a high-speed electric motor combined with it.
В целях обеспечения вращения роторов 1 и 2 с одинаковой частотой, при выполнении их приводов по указанным выше второму и третьему вариантам устройства, они могут быть соединены промежуточным коническим зубчатым колесом с одинаковым относительно каждого ротора передаточным отношением.In order to ensure the rotation of the rotors 1 and 2 with the same frequency, when performing their drives according to the above second and third variants of the device, they can be connected by an intermediate bevel gear with the same gear ratio relative to each rotor.
Гироскопическое устройство работает следующим образом.A gyroscopic device operates as follows.
Вращающийся ведущий вал 8 привода приводит во вращение соосно закрепленное на нем коническое ведущее колесо 9, с которым с диаметрально противоположных его сторон находятся в постоянном зацеплении зубчатые венцы 10 роторов, что обеспечивает вращение ω1 и ω2 соответствующих роторов 1 и 2 в противоположных направлениях относительно друг друга и основания 7 гироскопического устройства. Если при этом основанию 7 будет придано вынужденное вращение ω вокруг линии оси М-М, не совпадающей по направлению с линией оси 0-0 роторов, то со стороны каждого из роторов будет оказываться на опоры 5 воздействие соответствующих пар гироскопических сил F1-F1 и F2-F2. Поскольку роторы совершают вращение в противоположных направлениях, то пары сил от разных роторов будут также направлены в противоположные стороны. Роторы 1 и 2 имеют одинаковые по значению моменты инерции, а их центры масс совмещены в одной точке 3 на середине линии оси 0-0 роторов, в связи с этим значения пар гироскопических сил от разных роторов будут одинаковы по абсолютному значению, что приведет к полному их уравновешиванию и устранению их воздействия на опоры 5.The rotating drive drive shaft 8 drives a conical drive wheel 9 coaxially mounted thereon, with which the gear crowns 10 of the rotors are constantly engaged with its diametrically opposite sides, which ensures the rotation of ω 1 and ω 2 of the respective rotors 1 and 2 in opposite directions relative to each other and the base 7 of the gyroscopic device. If, in this case, the forced rotation ω is given to base 7 around the axis of the М-М axis, which does not coincide in the direction with the axis of the 0-0 axis, then each of the rotors will be affected by the corresponding pairs of gyroscopic forces F 1 -F 1 and F 2 —F 2 . Since the rotors rotate in opposite directions, the pairs of forces from different rotors will also be directed in opposite directions. Rotors 1 and 2 have the same moment of inertia, and their centers of mass are aligned at one point 3 in the middle of the axis line 0-0 of the rotors, in this regard, the values of pairs of gyroscopic forces from different rotors will be identical in absolute value, which will lead to complete balancing them and eliminating their effects on the supports 5.
Полая ось 6 одиночного ротора 2 имеет определенную длину и ее концы подвижно соединены с основной осью 4 при помощи опорных подшипников 11. В связи с этим обеспечивается надежная передача через подшипники 11 гироскопических сил от одиночного ротора 2 на основную ось 4 и через нее на опоры 5 оси, где пара гироскопических сил F1-F1 от парного ротора 1 уравновешивается с парой гироскопических сил F2-F2 от одиночного ротора 2.The hollow axis 6 of the single rotor 2 has a certain length and its ends are movably connected to the main axis 4 using the thrust bearings 11. In this regard, reliable transmission through the bearings 11 of the gyroscopic forces from the single rotor 2 to the main axis 4 and through it to the supports 5 axis, where a pair of gyroscopic forces F 1 -F 1 from the twin rotor 1 is balanced with a pair of gyroscopic forces F 2 -F 2 from a single rotor 2.
Два маховика 1 парного ротора закреплены на основной оси 4 и в связи с этим они в совокупности являются механической системой, центр масс 3 которой проявляется как материальная точка, в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действуют все силы, приложенные к системе (см. ПС, стр.585). Закрепление одиночного ротора 2 на полой оси 6 обеспечивает совмещение центра масс этого ротора с центром масс 3 парного ротора 1, что обеспечивает абсолютное равенство значений пар гироскопических сил, создаваемых парным и одиночным роторами, при противоположной направленности векторов сил этих пар.Two flywheels 1 of a twin rotor are fixed on the main axis 4 and, therefore, they are together a mechanical system, the center of mass 3 of which manifests itself as a material point, in which the mass of the entire system is concentrated and on which all the forces applied to the system act (see PS, p. 585). The fixing of a single rotor 2 on the hollow axis 6 ensures that the center of mass of this rotor is combined with the center of mass 3 of the twin rotor 1, which ensures absolute equality of the values of the pairs of gyroscopic forces created by the twin and single rotors, with the opposite direction of the force vectors of these pairs.
Определяющим условием функционирования гироскопического устройства является вращение роторов 1 и 2 в противоположных направлениях при равенстве абсолютных значений их моментов инерции. По этой же причине не имеет значения, какой из вариантов привода роторов, указанных в пунктах 2, 3 и 4 формулы изобретения, применяется.The determining condition for the functioning of the gyroscopic device is the rotation of the rotors 1 and 2 in opposite directions with the equality of the absolute values of their moments of inertia. For the same reason, it does not matter which of the rotor drive variants specified in paragraphs 2, 3 and 4 of the claims is applied.
Приведенное выше функционирование гироскопического устройства обеспечивает достижение заданного технического результата по уравновешиванию гироскопических сил.The above operation of the gyroscopic device ensures the achievement of a given technical result for balancing gyroscopic forces.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140281/28A RU2370731C1 (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Gyro with equalised gyro forces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008140281/28A RU2370731C1 (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Gyro with equalised gyro forces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2370731C1 true RU2370731C1 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41263026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008140281/28A RU2370731C1 (en) | 2008-10-13 | 2008-10-13 | Gyro with equalised gyro forces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2370731C1 (en) |
-
2008
- 2008-10-13 RU RU2008140281/28A patent/RU2370731C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФИЗИЧЕСКИЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ, под ред. А.М.Прохорова. - М.: Советская энциклопедия, 1983, с.126-127. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950010980A (en) | Crank Drive for Cold Rolling Mill | |
| KR20190126700A (en) | Vibration Mechanism, Machine and Implementation Method with Simultaneous Cross Centrifugation | |
| RU2370731C1 (en) | Gyro with equalised gyro forces | |
| RU2013101101A (en) | METHOD OF DIRECTED INERTIAL VIBRATION EXCITATION AND DEBALANCE VIBRATION EXCITER OF DIRECTED ACTION FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| CN106594229A (en) | Oscillating tooth transmission device and mechanical equipment | |
| US7316356B2 (en) | Optical scanner having a balanced mirrored spinner | |
| RU2376553C1 (en) | Gyro unit with equalised gyro forces | |
| RU2357210C1 (en) | Gyroscopic device | |
| RU2398188C1 (en) | Method of balancing gyroscopic forces and gyroscopic device for realising said method | |
| CN207321030U (en) | A kind of self-balancing motor shaft combining structure | |
| WO2007126450B1 (en) | Planetary gyroscopic drive system | |
| RU2335737C1 (en) | Gyro device | |
| RU2370732C1 (en) | Gyro | |
| CN111417573B (en) | Helicopter suite | |
| FR2461125A1 (en) | Energy producing gravitational motor - uses unbalanced weights sliding on radial supports to create perpetual rotary motion | |
| CN110615046B (en) | Self-balancing device based on gyroscopic precession effect | |
| RU2332641C1 (en) | Gyroscope device | |
| RU2390725C1 (en) | Gyroscopic device | |
| US1677331A (en) | Gyroscopic apparatus | |
| US4369673A (en) | Mechanical torque converter | |
| JP2665090B2 (en) | Damping device | |
| US2055951A (en) | Power transmission device | |
| RU2093793C1 (en) | Gyroscope flexible gimbal mount | |
| CN215940319U (en) | Centrifugal force output device | |
| US1798723A (en) | Power-transmission apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131014 |