RU2719241C1 - Gyroscopic pendulum - Google Patents

Gyroscopic pendulum Download PDF

Info

Publication number
RU2719241C1
RU2719241C1 RU2019118401A RU2019118401A RU2719241C1 RU 2719241 C1 RU2719241 C1 RU 2719241C1 RU 2019118401 A RU2019118401 A RU 2019118401A RU 2019118401 A RU2019118401 A RU 2019118401A RU 2719241 C1 RU2719241 C1 RU 2719241C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pendulum
gyro
rotor
float
float assembly
Prior art date
Application number
RU2019118401A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Валентинович Кривошеев
Кирилл Олегович Лукин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ"
Priority to RU2019118401A priority Critical patent/RU2719241C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2719241C1 publication Critical patent/RU2719241C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C7/00Tracing profiles
    • G01C7/02Tracing profiles of land surfaces
    • G01C7/04Tracing profiles of land surfaces involving a vehicle which moves along the profile to be traced

Abstract

FIELD: gyroscopic equipment.SUBSTANCE: essence of the invention consists in the fact that in the gyroscopic pendulum float member frame a gyro motor is installed, which is connected to the control circuit of the gyro motor rotor speed control, consisting of series-connected linear speed sensor of the mobile object and the scaling amplifier and adjusting the gyro motor rotor angular velocity in accordance with the formula, where V is object linear speed; ml – gyropendulum pendulosity; Ω, Jis angular rate of rotation of gyropendulum gyro motor rotor and its axial moment of inertia.EFFECT: high accuracy of generating an output deviation signal from a local horizon (vertical).1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к гироскопической технике и может найти применение в составе одноосных или двухосных гировертикалей, построенных на базе силовых гироскопических стабилизаторов и совершающих движение близкое к горизонтальному.The invention relates to gyroscopic technology and can be used as part of uniaxial or biaxial gyroverticals built on the basis of power gyroscopic stabilizers and making a movement close to horizontal.

Известен маятниковый чувствительный элемент ДЖМ-9Б, который применяется в гировертикалях, например в МГВ-1С, МГВ-2, в качестве элемента коррекции. Конструкция его состоит из стеклянного герметичного цилиндра, частично заполненного токопроводящей жидкостью. В цилиндр вварены три контакта: один, центральный, находится всё время в жидкости, два других контакта частично покрыты жидкостью и при наклонах корпуса ДЖМ-9Б относительно плоскости местного горизонта изменяют свои переходные сопротивления, что и является выходным параметром этого датчика. ДЖМ-9Б включается в цепи продольной и поперечной коррекций гировертикалей.Known pendulum sensing element DZHM-9B, which is used in gyroverticals, for example in the MGV-1C, MGV-2, as a correction element. Its design consists of a glass sealed cylinder, partially filled with a conductive fluid. Three contacts are welded into the cylinder: one, the central one, is always in the liquid, the other two contacts are partially covered by the liquid, and when the JM-9B case tilts relative to the plane of the local horizon, they change their transition resistances, which is the output parameter of this sensor. JM-9B is included in the chain of longitudinal and transverse corrections of the verticals.

Однако при действии линейных ускорений и, в частности, при центростремительных ускорениях при виражах (разворотах) жидкость внутри ДЖМ-9Б отклоняется к ложной вертикали, что приводит к выдаче ложного сигнала и, следовательно, к значительным погрешностям в определении углов ориентации.However, under the action of linear accelerations and, in particular, during centripetal accelerations during bends (turns), the fluid inside the JM-9B deviates to a false vertical, which leads to the generation of a false signal and, therefore, to significant errors in determining orientation angles.

Для сравнительного анализа взят датчик акселерометра с поплавковым подвесом ДА-1, который состоит из поплавкового узла с нижней маятниковостью и с полуосями подвеса, установленными в корпусе. Внутри подвеса находится рамка со смещённым для создания нижней маятниковости центром масс, при этом к поплавковому узлу крепится ротор датчика угла и ротор датчика момента, статоры которых крепятся в корпусе, к которому жёстко прикреплён сильфон для компенсации изменения объёма жидкости, заполняющей внутреннюю полость между поплавковым узлом и корпусом. Для измерения ускорения (например, с целью измерения угла отклонения от вертикали) датчик угла подключается к датчику момента через усилитель.For comparative analysis, the accelerometer sensor with a float suspension DA-1, which consists of a float assembly with a lower pendulum and with suspension axles installed in the housing, was taken. Inside the suspension there is a frame with a center of mass displaced to create a lower pendulum, while the rotor of the angle sensor and the rotor of the torque sensor are attached to the float assembly, the stators of which are mounted in the housing, to which the bellows is rigidly attached to compensate for changes in the volume of liquid filling the internal cavity between the float assembly and body. To measure acceleration (for example, to measure the angle of deviation from the vertical), the angle sensor is connected to the torque sensor through an amplifier.

Недостатком данного устройства, взятого за прототип, является принципиальная невозможность устранять погрешности на вираже (при разворотах) при измерении угла отклонения от вертикали, так как при действии центростремительного ускорения на вираже возникает инерционный момент, который отклоняет поплавковый узел к ложной вертикали. Виражные погрешности существенно снижают точность сигнала отклонения от местного горизонта (вертикали).The disadvantage of this device, taken as a prototype, is the fundamental impossibility to eliminate errors at the turn (during turns) when measuring the angle of deviation from the vertical, since under the action of centripetal acceleration at the turn, an inertial moment arises that deflects the float assembly to the false vertical. Turning errors significantly reduce the accuracy of the deviation signal from the local horizon (vertical).

Техническим результатом изобретения является повышение точности формирования выходного сигнала отклонения от местного горизонта (вертикали).The technical result of the invention is to increase the accuracy of the formation of the output signal of the deviation from the local horizon (vertical).

Технический результат достигается тем, что в гироскопическом маятнике, содержащем поплавковый узел с нижней маятниковостью, установленным своими полуосями в корпусе гиромаятника и состоящем из рамки, помещённой в поплавковый узел, с которой жёстко связан ротор датчика угла, а статор – с корпусом гиромаятника, на котором жёстко закреплён сильфон, полость которого и полость между корпусом и поплавковым узлом заполнены жидкостью, новым является то, что в рамке поплавкового узла установлен гиромотор, который подключён к контуру управления скоростью вращения ротора гиромотора, состоящему из последовательно соединённых датчика линейной скорости подвижного объекта и масштабного усилителя и регулирующему угловую скорость ротора гиромотора в соответствии с формулойThe technical result is achieved by the fact that in a gyroscopic pendulum containing a float assembly with a lower pendulum mounted by its half shafts in the housing of the gyro-pendulum and consisting of a frame placed in the float assembly, with which the rotor of the angle sensor is rigidly connected, and the stator with the housing of the gyro-pendulum, on which the bellows is rigidly fixed, the cavity of which and the cavity between the body and the float assembly are filled with liquid; the new thing is that a gyromotor is installed in the frame of the float assembly, which is connected to the control loop the rotational speed of the gyromotor rotor, consisting of a linearly connected linear velocity sensor of a moving object and a large-scale amplifier and regulating the angular speed of the gyromotor rotor in accordance with the formula

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где

Figure 00000002
– линейная скорость объекта;
Figure 00000003
– маятниковость гиромаятника;
Figure 00000004
,
Figure 00000005
– угловая скорость вращения ротора гиромотора гиромаятника и его осевой момент инерции.Where
Figure 00000002
- linear velocity of the object;
Figure 00000003
- the pendulum of the gyro-pendulum;
Figure 00000004
,
Figure 00000005
- the angular velocity of rotation of the rotor of the gyromotor of the gyro-pendulum and its axial moment of inertia.

Сущность изобретения поясняется фигурами, где фиг. 1 – продольный разрез гироскопического маятника, фиг. 2 – поперечный разрез гироскопического маятника, являющийся разрезом «А-А» на фиг. 1. На фиг.1, 2 приняты следующие обозначения:The invention is illustrated by figures, where FIG. 1 is a longitudinal section through a gyroscopic pendulum; FIG. 2 is a transverse section through a gyroscopic pendulum, which is a section “AA” in FIG. 1. In figure 1, 2 the following notation:

1 – корпус гиромаятника;1 - housing of the gyro-pendulum;

2 – поплавковый узел гиромаятника;2 - float assembly of the gyro-pendulum;

3 – рамка поплавкового узла гиромаятника;3 - frame of the float assembly of the gyro-pendulum;

4 – ротор гиромотора гиромаятника;4 - rotor gyromotor gyro-pendulum;

5 – ротор датчика угла поворота поплавкового узла гиромаятника;5 - rotor of the angle sensor of the float assembly of the gyro-pendulum;

6 – статор датчика угла поворота поплавкового узла гиромаятника;6 - stator of the angle sensor of the float assembly of the gyro-pendulum;

7 – грузики для создания нижней маятниковости;7 - weights to create a lower pendulum;

8 – жидкость;8 - liquid;

9 – сильфон;9 - bellows;

10 – датчик линейной скорости объекта;10 - sensor linear velocity of the object;

11 – масштабный усилитель;11 - scale amplifier;

12 – полуоси подвеса поплавкового узла;12 - suspension axles of the float assembly;

Figure 00000006
– кинетический момент ротора гиромотора гиромаятника;
Figure 00000006
- kinetic moment of the rotor of the gyro-motor of the gyro-pendulum;

Figure 00000007
– угол поворота поплавкового узла гиромаятника относительно вертикали места;
Figure 00000007
- the angle of rotation of the float assembly of the gyro-pendulum relative to the vertical of the place;

Figure 00000008
,
Figure 00000009
– линейная скорость объекта и вектор линейной скорости объекта соответственно;
Figure 00000008
,
Figure 00000009
- the linear velocity of the object and the linear velocity vector of the object, respectively;

Figure 00000010
– вектор угловой скорости виража (
Figure 00000011
- вектор угловой скорости левого виража,
Figure 00000012
- вектор угловой скорости правого виража);
Figure 00000010
Is the angle angular velocity vector (
Figure 00000011
is the angular velocity vector of the left turn,
Figure 00000012
is the angular velocity vector of the right turn);

Figure 00000013
– сила тяжести, действующая на грузики;
Figure 00000013
- gravity acting on weights;

Figure 00000014
– расстояние от оси вращения поплавкового узла гиромаятника до центра масс грузиков;
Figure 00000014
- the distance from the axis of rotation of the float assembly of the gyro-pendulum to the center of mass of the weights;

Figure 00000015
– ось подвеса поплавкового узла гиромаятника;
Figure 00000015
- suspension axis of the float assembly of the gyro-pendulum;

Figure 00000016
– местная вертикаль.
Figure 00000016
- local vertical.

Гироскопический маятник построен на основе поплавкового датчика акселерометра, состоящего из корпуса 1, заполненного жидкостью 8, поплавкового маятникового узла 2, установленного полуосями подвеса 12 в корпусе прибора. Датчик угла

Figure 00000007
поворота поплавкового маятникового узла состоит из ротора 5, жёстко связанного с ним, и статора 6, закреплённого в корпусе 1. Сигнал датчика угла поворота поплавкового маятникового узла является выходным сигналом гиромаятника, который может использоваться для коррекции силовых гировертикалей. В поплавковом маятниковом узле в рамке 3 располагается гиромотор гиромаятника с ротором 4. Поплавковый маятниковый узел выполнен со смещённым вниз центром масс относительно оси подвеса гиромаятника для создания необходимой нижней маятниковости (на фиг. 1,2 это условно показано наличием грузиков 7 в нижней части поплавкового маятникового узла 2). Пространство внутри поплавкового маятникового узла 2 заполнено инертным газом. Для компенсации изменения объёма жидкости служит сильфон 9. Гиромаятник, например, может служить элементом коррекции и располагаться в одноосной или двухосной силовых гировертикалях таким образом, чтобы ось подвеса гиромаятника
Figure 00000015
была направлена параллельно продольной оси подвижного объекта. Контур управления скоростью вращения ротора 4 гиромотора состоит из последовательно соединенных датчика линейной скорости объекта 10, масштабного усилителя 11, на вход которого подаётся сигнал датчика линейной скорости, а на выход подключён гиромотор гиромаятника.The gyroscopic pendulum is built on the basis of an accelerometer float sensor, consisting of a housing 1 filled with liquid 8, a float pendulum assembly 2, mounted by the axle shafts of the suspension 12 in the device body. Angle sensor
Figure 00000007
The rotation of the float pendulum assembly consists of a rotor 5, rigidly connected with it, and a stator 6, mounted in the housing 1. The signal of the angle sensor of the float pendulum assembly is an output signal of the gyro-pendulum, which can be used to correct power gyro-verticals. In the float pendulum unit in frame 3 there is a gyro-pendulum gyromotor with a rotor 4. The float pendulum unit is made with the center of mass displaced downward relative to the axis of the gyro-pendulum suspension to create the necessary lower pendulum (in Fig. 1.2 this is conditionally shown by the presence of weights 7 in the lower part of the float pendulum node 2). The space inside the float pendulum unit 2 is filled with inert gas. To compensate for changes in the volume of fluid, bellows 9 are used.
Figure 00000015
was directed parallel to the longitudinal axis of the moving object. The gyro rotor 4 rotational speed control loop consists of a series-connected linear speed sensor of the object 10, a scale amplifier 11, the input of which is fed by the linear speed sensor, and the gyro-motor of the gyro-pendulum is connected to the output.

Гиромаятник работает следующим образом. При движении по криволинейной траектории в плоскости горизонта в системе отсчёта связанной с устройством на гиромаятник действуют гироскопический момент, момент силы инерции и момент силы тяжести, показанные на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 и фиг. 2 изображён левый разворот, причём на фиг.2 поплавковый маятниковый элемент 2 показан повёрнутым на угол

Figure 00000017
(с условно не показанным сильфоном). Сумма всех моментов сил в проекции на ось
Figure 00000018
запишется в виде:The gyro-pendulum works as follows. When moving along a curved path in the horizontal plane in the reference system associated with the device, the gyroscopic moment, the moment of inertia and the moment of gravity shown in FIG. 1 and FIG. 2. In FIG. 1 and FIG. 2 shows a left turn, and in FIG. 2, the float pendulum element 2 is shown rotated through an angle
Figure 00000017
(with conditionally not shown bellows). The sum of all the moments of force in the projection onto the axis
Figure 00000018
will be written as:

Figure 00000019
,
Figure 00000019
,

где ∑MX1 – сумма проекций моментов, действующих на гиромаятник, по оси

Figure 00000018
;where ∑M X1 is the sum of the projections of the moments acting on the gyro-pendulum along the axis
Figure 00000018
;

Figure 00000020
– гироскопический момент, обусловленный угловой скоростью виража (разворота)
Figure 00000021
;
Figure 00000020
- gyroscopic moment due to the angular velocity of the turn (turn)
Figure 00000021
;

Figure 00000022
– инерционный момент, обусловленный центростремительным ускорением
Figure 00000023
при вираже (развороте) с
Figure 00000021
;
Figure 00000022
- inertial moment due to centripetal acceleration
Figure 00000023
when bending (turning) with
Figure 00000021
;

Figure 00000024
– момент силы тяжести, обусловленный нижней маятниковостью;
Figure 00000024
- moment of gravity due to lower pendulum;

Figure 00000025
– момент дрейфа по оси подвеса поплавкового узла.
Figure 00000025
- moment of drift along the suspension axis of the float assembly.

По основному уравнению динамики вращательного движения запишем дифференциальное уравнение вращения для поплавкового маятникового узлаUsing the basic equation of the dynamics of rotational motion, we write the differential equation of rotation for the float pendulum assembly

Figure 00000026
,
Figure 00000026
,

где

Figure 00000027
– момент инерции поплавкового маятникового узла;
Figure 00000028
– первая и вторая производные угла
Figure 00000029
,
Figure 00000030
– коэффициент вязкого сопротивления.Where
Figure 00000027
- moment of inertia of the float pendulum node;
Figure 00000028
- first and second derivatives of the angle
Figure 00000029
,
Figure 00000030
- coefficient of viscous resistance.

С учётом выражения для ∑MX1 уравнение поплавкового маятникового узла запишется в виде:In view of the expression for ∑M X1, the equation of the float pendulum assembly is written as:

Figure 00000031
.
Figure 00000031
.

Чтобы угловая скорость виража

Figure 00000032
и, как следствие, центростремительное ускорение не приводило к отклонению поплавкового узла гиромаятника к ложной вертикали, необходимо на параметры гиромаятника наложить условиеTo bend angular velocity
Figure 00000032
and, as a result, centripetal acceleration did not lead to the deviation of the float assembly of the gyro-pendulum to a false vertical, it is necessary to impose the condition on the parameters of the gyro-pendulum

Figure 00000033
,
Figure 00000033
,

которое можно назвать условием инвариантности гиромаятника к угловой скорости виража.which can be called the condition of the gyro-pendulum invariance to the angular velocity of the bend.

Так как кинетический момент ротора гиромотора гиромаятника определяется по формуле

Figure 00000034
, то условие инвариантности примет видSince the kinetic moment of the rotor of the gyro-pendulum gyro motor is determined by the formula
Figure 00000034
, then the invariance condition takes the form

Figure 00000035
,
Figure 00000035
,

где

Figure 00000036
,
Figure 00000037
– угловая скорость вращения и осевой момент инерции ротора гиромотора гиромаятника.Where
Figure 00000036
,
Figure 00000037
- the angular velocity of rotation and the axial moment of inertia of the rotor of the gyro-motor of the gyro-pendulum.

Это условие подчёркивает тот факт, что угловой скоростью вращения ротора гиромотора гиромаятника необходимо управлять пропорционально скорости движения подвижного объекта, а реализуется это условие с помощью контура управления скоростью вращения ротора гиромотора, состоящего из последовательно соединённых датчика линейной скорости объекта 10 и масштабного усилителя 11.This condition is emphasized by the fact that the angular speed of rotation of the rotor of the gyro-motor of the gyro-pendulum must be controlled proportionally to the speed of the moving object, and this condition is realized using the control loop of the rotational speed of the rotor of the gyro-motor, consisting of a linearly connected linear velocity sensor of the object 10 and scale amplifier 11.

Таким образом, независимо от виража поведение гиромаятника будет описываться уравнениемThus, regardless of the turn, the behavior of the gyro-pendulum will be described by the equation

Figure 00000038
,
Figure 00000038
,

которое подчёркивает, что при движении по криволинейной траектории в плоскости горизонта виражные погрешности у гиромаятника отсутствуют.which emphasizes that when moving along a curved path in the horizon plane, there are no bending errors in the gyro-pendulum.

Следовательно, и цепь коррекции гировертикали, в которой сигнал гиромаятника используется в качестве сигнала коррекции, тоже будет работать без виражных погрешностей.Therefore, the gyro-vertical correction circuit, in which the gyro-pendulum signal is used as the correction signal, will also work without turning errors.

Реализация устройства.Device implementation.

Чтобы иметь возможность регулировать угловую скорость

Figure 00000039
, гиромотор гиромаятника может быть выполнен в виде электрического двигателя постоянного тока. Предположим, что масса грузика 7
Figure 00000040
=0,02 кг, а смещение центра масс груза относительно оси подвеса
Figure 00000041
=0,012 м. Тогда, если предположить, что скорость V объекта в процессе движения меняется в диапазоне от 5 мс-1 до 20 мс-1, то кинетический момент гиромотора
Figure 00000042
будет изменяться в диапазоне от 0,0012 Нмс до 0,0048 Нмс. Так как конструктивно ротор гиромотора представляет полый цилиндр, то, задав его размеры, можно определить массу, момент инерции ротора и его угловую скорость.To be able to adjust angular velocity
Figure 00000039
, the gyro-pendulum gyro motor can be made in the form of an electric DC motor. Suppose the weight of the weight is 7
Figure 00000040
= 0.02 kg, and the displacement of the center of mass of the load relative to the suspension axis
Figure 00000041
= 0.012 m. Then, if we assume that the speed V of the object during movement varies in the range from 5 ms -1 to 20 ms -1 , then the kinetic moment of the gyromotor
Figure 00000042
will vary from 0.0012 Nms to 0.0048 Nms. Since the rotor of the gyromotor is structurally a hollow cylinder, by setting its dimensions, it is possible to determine the mass, moment of inertia of the rotor and its angular velocity.

Вариант 1.Option 1.

Figure 00000043
– наружный радиус ротора;
Figure 00000043
- the outer radius of the rotor;

Figure 00000044
– внутренний радиус ротора;
Figure 00000044
- the inner radius of the rotor;

Figure 00000045
– ширина ротора;
Figure 00000045
- rotor width;

Figure 00000046
– средняя плотность материала ротора,
Figure 00000046
- the average density of the material of the rotor,

Figure 00000047
Figure 00000047

Figure 00000048
Figure 00000048

Figure 00000049
Figure 00000049

Вариант 2.Option 2

Figure 00000050
– наружный радиус ротора;
Figure 00000050
- the outer radius of the rotor;

Figure 00000044
– внутренний радиус ротора;
Figure 00000044
- the inner radius of the rotor;

Figure 00000051
– ширина ротора;
Figure 00000051
- rotor width;

Figure 00000046
– средняя плотность материала ротора,
Figure 00000046
- the average density of the material of the rotor,

можно определить массу, момент инерции ротора и его угловую скоростьit is possible to determine the mass, moment of inertia of the rotor and its angular velocity

Figure 00000052
Figure 00000052

Figure 00000053
Figure 00000053

Figure 00000054
Figure 00000054

Полученные значения угловой скорости вполне реализуемы как для гиромоторов, построенных на основе двигателей постоянного тока, так и переменного с частотным управлением.The obtained values of the angular velocity are quite feasible both for gyromotors built on the basis of direct current motors and alternating with frequency control.

Таким образом, если в гиромаятнике скомпенсированы виражные погрешности, то погрешность формирования горизонтальной плоскости будет определяться в основном моментом дрейфа

Figure 00000055
в оси подвеса поплавкового узла гиромаятника, величина которого имеет порядок
Figure 00000056
=0,05÷0,1 Гсм и, соответственно, погрешность формирования горизонтальной плоскости составит 3÷4 угловые минуты.Thus, if bending errors are compensated in the gyro-pendulum, then the error in the formation of the horizontal plane will be determined mainly by the moment of drift
Figure 00000055
in the suspension axis of the float assembly of the gyro-pendulum, the magnitude of which is of the order
Figure 00000056
= 0.05 ÷ 0.1 Gcm and, accordingly, the error in the formation of the horizontal plane will be 3 ÷ 4 angular minutes.

В прототипе угол отклонения ложной вертикали фактически измеряется и определяется величинойIn the prototype, the vertical deviation angle is actually measured and determined by

Figure 00000057
,
Figure 00000057
,

которую можно трактовать как погрешность и которая составляет 3̊ при

Figure 00000058
, что значительно больше погрешности гиромаятника, инвариантного к виражу.which can be interpreted as an error and which is 3̊ for
Figure 00000058
, which is significantly greater than the error of the gyro-pendulum, which is invariant to a bend.

Кроме того, областью применения корректирующего устройства в виде гиромаятника могут быть силовые гировертикали для подвижных объектов, совершающих движение близкое к горизонтальному. Это, к примеру, корабли, подводные лодки, путеизмерители.In addition, the scope of the corrective device in the form of a gyro-pendulum can be power gyro-verticals for moving objects that make a movement close to horizontal. This, for example, ships, submarines, track gauges.

Применение предложенной схемы построения гиромаятника позволяет существенно снизить виражные погрешности в выходном сигнале гиромаятника за счёт компенсации инерционного момента на вираже гироскопическим моментом путём введения контура управления скоростью вращения ротора гиромотора пропорционально скорости движения подвижного объекта.Application of the proposed design of the gyro-pendulum makes it possible to significantly reduce the turn errors in the output signal of the gyro-pendulum by compensating for the inertial moment of the turn by the gyroscopic moment by introducing a control loop for the rotational speed of the gyro rotor in proportion to the speed of the moving object.

Claims (3)

Гироскопический маятник, содержащий поплавковый узел с нижней маятниковостью, установленный своими полуосями в корпусе гиромаятника и состоящий из рамки, помещённой в поплавковый узел, с которой жёстко связан ротор датчика угла, а статор – с корпусом гиромаятника, на котором жёстко закреплён сильфон, полость которого и полость между корпусом и поплавковым узлом заполнены жидкостью, отличающийся тем, что в рамке поплавкового узла установлен гиромотор, который подключён к контуру управления скоростью вращения ротора гиромотора, состоящему из последовательно соединённых датчика линейной скорости подвижного объекта и масштабного усилителя и регулирующему угловую скорость ротора гиромотора в соответствии с формулойA gyroscopic pendulum containing a float assembly with a lower pendulum mounted by its half shafts in the housing of the gyro-pendulum and consisting of a frame placed in the float assembly, with which the rotor of the angle sensor is rigidly connected, and the stator with the housing of the gyro-pendulum, on which the bellows are rigidly fixed, the cavity of which the cavity between the body and the float assembly is filled with a liquid, characterized in that a gyromotor is installed in the frame of the float assembly, which is connected to the gyro rotor rotor speed control loop, consisting th of series connected sensor linear velocity of the movable object and the scaling amplifier and adjust the angular velocity of the rotor giromotora in accordance with the formula
Figure 00000059
,
Figure 00000059
,
где
Figure 00000060
– линейная скорость объекта;
Figure 00000061
– маятниковость гиромаятника;
Figure 00000062
,
Figure 00000063
– угловая скорость вращения ротора гиромотора гиромаятника и его осевой момент инерции.
Where
Figure 00000060
- linear velocity of the object;
Figure 00000061
- the pendulum of the gyro-pendulum;
Figure 00000062
,
Figure 00000063
- the angular velocity of rotation of the rotor of the gyromotor of the gyro-pendulum and its axial moment of inertia.
RU2019118401A 2019-06-13 2019-06-13 Gyroscopic pendulum RU2719241C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118401A RU2719241C1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Gyroscopic pendulum

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118401A RU2719241C1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Gyroscopic pendulum

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2719241C1 true RU2719241C1 (en) 2020-04-17

Family

ID=70277818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019118401A RU2719241C1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Gyroscopic pendulum

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2719241C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747913C1 (en) * 2020-11-02 2021-05-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреджение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Gyroscopic pendulum
RU209332U1 (en) * 2021-11-09 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Pendulum sensing element

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2734058A1 (en) * 1977-07-28 1979-02-15 Westfaelische Berggewerkschaft Active suspension for gyroscope - has floating disc bearing magnets with housing-mounted energising coils to generate reaction forces
GB2056062A (en) * 1979-07-17 1981-03-11 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Attitude and Reading Reference System and Inertial Navigation System Based on Gyroscopic Pendulums
RU2462761C1 (en) * 2011-06-16 2012-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ " (КНИТУ-КАИ) Demonstration gyroscope
UA81188U (en) * 2012-12-19 2013-06-25 Сергей Анатолиевич Мураховский Gyrotheodolite

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2734058A1 (en) * 1977-07-28 1979-02-15 Westfaelische Berggewerkschaft Active suspension for gyroscope - has floating disc bearing magnets with housing-mounted energising coils to generate reaction forces
GB2056062A (en) * 1979-07-17 1981-03-11 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Attitude and Reading Reference System and Inertial Navigation System Based on Gyroscopic Pendulums
RU2462761C1 (en) * 2011-06-16 2012-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ " (КНИТУ-КАИ) Demonstration gyroscope
UA81188U (en) * 2012-12-19 2013-06-25 Сергей Анатолиевич Мураховский Gyrotheodolite

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747913C1 (en) * 2020-11-02 2021-05-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреджение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Gyroscopic pendulum
RU209332U1 (en) * 2021-11-09 2022-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Pendulum sensing element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2719241C1 (en) Gyroscopic pendulum
US11293778B1 (en) Attitude sensor system with automatic accelerometer bias correction
US9329039B2 (en) Non-magnetic azimuth sensing with MET electrochemical sensors
RU2716599C1 (en) Uniaxial horizontal power gyrostabilizer
US9121865B2 (en) Hung mass accelerometer with differential Eddy current sensing
US8079258B1 (en) Gyroscope and pendulous gyroscopic accelerometer with adjustable scale factor, and gravity gradiometer using such
CN109323711B (en) Gyroscope modal reversal zero self-correction method and system
CN108450010B (en) Improved micro-electromechanical accelerometer device
CN108710001B (en) Two-axis integrated gyroscope accelerometer and servo control method
CN203037669U (en) Center-symmetrical packaging quartz flexible acceleration sensor
Fedorov et al. Development of deflection angle stabilizing system for balancing robot
US3474672A (en) Stabilized platform for gravimeter
RU2747913C1 (en) Gyroscopic pendulum
RU2382331C1 (en) Monaxonic power gyrostabiliser
RU2339002C1 (en) Method of evaluation of navigation parameters of operated mobile objects and related device for implementation thereof
US2970382A (en) Gyro-compass
Laššák et al. Improvement of low-cost MEMS gyroscope characteristics by data filtering and fusion
US2899826A (en) Leveling means for gravity meters or the like
RU2490592C1 (en) Prof vavilov's microgyro
RU154135U1 (en) GYROSCOPIC ANGULAR SPEED METER
US2948157A (en) Gyroscopically stabilized platforms
RU2750027C1 (en) Uniaxial horizontal indicator gyrostabilizer
RU2276326C1 (en) Method and device for suspending sensor
US3978715A (en) Low frequency, high sensitivity electromechanical transducer
RU2725880C1 (en) Two-channel angular speed sensor