RU27697U1

RU27697U1 - GYROSCOPE

Info

Publication number: RU27697U1
Application number: RU2001129145/20U
Authority: RU
Inventors: В.И. Баженов; В.Л. Будкин; Г.М. Виноградов; О.С. Желтов; ков Н.А. Темл; Н.А. Темляков; Е.В. Фурман; Е.И. Ягупова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-02-10

Description

ГИРОСКОП ««-.,.-;...-4,.:.GYROSCOPE «« -., .-; ...- 4,.:.

Данное изобретение относится к области измерительной техники, а именно, к гироскопическим преобразователям угловой скорости.This invention relates to the field of measurement technology, namely, to gyroscopic angular velocity transducers.

Известны гироскопы, содержащие гиромотор, ротор, узел упругого подвеса, датчики угла и датчики момента 1.Known gyroscopes containing a gyromotor, a rotor, an elastic suspension unit, angle sensors and torque sensors 1.

Наиболее близким по технической сущности является гироскоп 2, содержащий гиромотор, ротор на подвижном элементе узла упругого подвеса, датчики угла и датчики момента, причем ротор имеет прикрепленный к подвижному элементу узла упругого подвеса внешний маховик и штангу с размерами по продольной оси, большими поперечных размеров, штанга расположена внутри узла упругого подвеса продольной осью вдоль оси вращения ротора и установлена в цангу, соединенную с внутренней частью подвижного элемента узла упругого подвеса.The closest in technical essence is a gyroscope 2 containing a gyro motor, a rotor on a movable element of an elastic suspension assembly, angle sensors and torque sensors, the rotor having an external flywheel and a rod attached to the movable element of the elastic suspension assembly with dimensions along the longitudinal axis that are large in transverse dimensions, the rod is located inside the elastic suspension unit with a longitudinal axis along the axis of rotation of the rotor and is mounted in a collet connected to the inside of the movable element of the elastic suspension unit.

Недостатком такого гироскопа является повышенные случайная и систематическая составляющие дрейфа, обусловленные нестабильностью соединения цанги с узлом упругого подвеса вследствие либо недостаточной, либо сверхвысокой жесткости соединения цанги с узлом упругого подвеса. Техническим результатом изобретения является повышение точности гироскопа. Данный технический результат достигается в гироскопе, содержащем гиромотор,ротор на подвижном элементе узла подвеса, датчики угла и датчики момента, причем ротор имеет прикрепленный к подвижному элементу узла упругого подвеса внешний маховик и штангу с размерами по продольной оси, большими длины маховика и поперечных размеров штанги, штанга расположена внутри узла упругого подвеса продольной осью вдоль оси вращения ротора и установлена в цангу, соединенную с внутренней частью подвижного элемента узла упругого подвеса, тем, что по периметру соединения торца неразрезной части цанги с торцем подвижного элемента узла упрзггого подвеса лазерной сварки выполнен сварной шов, между внутренней поверхностью внутренней.части подвижMKH OIC 19/02, 19/22The disadvantage of such a gyroscope is the increased random and systematic components of the drift due to the instability of the collet connection with the elastic suspension unit due to either insufficient or ultrahigh rigidity of the collet connection with the elastic suspension unit. The technical result of the invention is to increase the accuracy of the gyroscope. This technical result is achieved in a gyroscope containing a gyro motor, a rotor on the movable element of the suspension unit, angle sensors and torque sensors, the rotor having an external flywheel and a rod attached to the movable element of the elastic suspension unit with dimensions along the longitudinal axis, large flywheel lengths and transverse dimensions of the rod , the rod is located inside the elastic suspension unit with a longitudinal axis along the axis of rotation of the rotor and is installed in a collet connected to the inside of the movable element of the elastic suspension unit, so that compound etru end a continuous part of the collet with the end face of the movable member of the suspension assembly uprzggogo laser welding the weld is formed between the inner surface vnutrenney.chasti podvizhMKH OIC 19/02, 19/22

ного элемента узла упругого подвеса и внешней поверхностью неразрезной части цанги выполнено клеевое соединение.glue element of the elastic suspension unit and the outer surface of the continuous part of the collet made an adhesive joint.

Посредством выполнения лазерной сваркой сварного шва по периметру соединения торца неразрезной части цанги с.торцем подвижного элемента узла упругого подвеса, выполнения клеевого соединения между внутренней поверхностью внутренней части подвижного элемента узла упругого подвеса и внешней поверхностью неразрезанной части цанги обеспечивается такое соединение установленной в цанге штанги с подвижньш элементом узла упругого подвеса, при котором клеевое соединение создает свободу относительного перемеще 1ия штангл и подвижного элемента угла упругого подвеса, а сварное соединение ограничивает его величину. В результате .температурные деформации в гироскопе имеют стабильный характер, повышается стабильность дрейфа гироскопа, и повышается его точность.By laser welding the weld along the perimeter of the end connection of the continuous part of the collet with the end face of the movable element of the elastic suspension unit, the glue connection between the inner surface of the inner part of the movable element of the elastic suspension unit and the outer surface of the uncut part of the collet, such a connection is established between the rod and the movable an element of the elastic suspension unit, in which the adhesive joint creates freedom of relative movement of the 1st rod and the movable element coagulant angle elastic suspension and weld limits its size. As a result, the temperature deformations in the gyroscope are stable, the stability of the gyroscope drift increases, and its accuracy increases.

На фиг. I - представлен общий вид гироскопа, на фиг. 2 - вид цанги, на фиг. 3 - вид с торца цанги с подвижным элементом узла упругого подвеса, на фиг. 4 - вид в разрезе цанги с подвижным элементом узла упругого подвеса, на фиг. 5 - схема расположения измерительных осей гироскопа.In FIG. I - a general view of the gyroscope is shown, in FIG. 2 is a view of a collet, in FIG. 3 is an end view of a collet with a movable member of an elastic suspension assembly; FIG. 4 is a sectional view of a collet with a movable member of an elastic suspension assembly; FIG. 5 is a layout of the measuring axes of the gyroscope.

В гироскопе (фиг. I) в корпусе I с крышкой 2 и кожухом 3 установлен статор 4 гироскопа, ротор 5 которого установлен на валу 6 с подшипниками 7, 7, чем обеспечивается угловое движение ротора 5 гиромотора относительно оси вращения 8-8.In the gyroscope (Fig. I) in the housing I with a cover 2 and a casing 3, a gyro stator 4 is installed, the rotor 5 of which is mounted on the shaft 6 with bearings 7, 7, which ensures the angular movement of the gyro rotor 5 relative to the rotation axis 8-8.

На валу б закреплен неподвижный элемент 9 узла упругого подвеса 10 с рамкой подвеса II и подвижным элементом 12, к которому прикреплен ротор 13, имеющий внешний маховик 14 и расположенную во внутренней части узла упругого подвеса 10 штангу 15, которая установлена в цангу 16, соединенную с внутренней частью подвижного элемента 12 узла упругого подвеса 10. Штанга 15 своей продольнойThe fixed element 9 of the elastic suspension assembly 10 with the suspension frame II and the movable element 12 is fixed on the shaft b, to which the rotor 13 is attached, having an external flywheel 14 and a rod 15 located in the inner part of the elastic suspension assembly 10, which is installed in the collet 16 connected to the inner part of the movable element 12 of the elastic suspension unit 10. The rod 15 of its longitudinal

осью по длине / установлена вдоль оси вращения 8-8. Продольный размер X/ штанги 15 выполнен большим ее поперечного размера по наибольшему диаметру % и длины Л// маховика 14.axis along the length / is installed along the axis of rotation of 8-8. The longitudinal dimension X / rod 15 is made large of its transverse dimension along the largest diameter% and length L // of the flywheel 14.

В корпусе I установлены компенсационные катушки 17, 17 первого датчика момента и магнитные системы 18, 18 первого датчика угла индуктивного типа с сердечникш и обмоткой. На маховике 14 установлены кольцевые постоянные магниты 19 , 19 датчиков момента.In case I, compensation coils 17, 17 of the first torque sensor and magnetic systems 18, 18 of the first inductive type angle sensor with a core and a winding are installed. On the flywheel 14 mounted ring permanent magnets 19, 19 of the torque sensors.

Торец 20 подвижного элемента 12 узла упругого подвеса II совмещен с торцем 21 цанги 16.The end face 20 of the movable element 12 of the elastic suspension unit II is aligned with the end face 21 of the collet 16.

Узел упругого подвеса II обеспечивает угловое перемещение ротора 13 относительно первой оси подвеса, перпендикулярной оси вращения 8-8, а также угловое перемещение ротора 13 относительно второй оси подвеса, расположенной перпендикулярно первой оси подвеса в плоскости, перпендикулярной оси вращения 8-8.The elastic suspension unit II provides angular movement of the rotor 13 relative to the first axis of the suspension, perpendicular to the axis of rotation 8-8, as well as the angular movement of the rotor 13 relative to the second axis of the suspension, located perpendicular to the first axis of the suspension in a plane perpendicular to the axis of rotation 8-8.

В цанге 16 (фиг. 2) на длине выполнена неразрезная часть 22 с внешней цилиндрической поверхностью 23 и лепестки 24 , 24, , 24ГIn the collet 16 (Fig. 2), a continuous part 22 with an external cylindrical surface 23 and petals 24, 24,, 24G are made along the length

По периметру 25 (фиг. 3) на торце 21 цанги 16 и торце 20 наAlong the perimeter 25 (Fig. 3) at the end face 21 of the collet 16 and the end face 20 on

ПОДВИЖНОМ элементе 12 в месте соединения внешней цилиндрической поверхности 23 цанги 16 с внутренней цилиндрической поверхностью подвижного элемента 12 узла упругого подвеса II лазерной сваркой выполнен сварной шов.The MOBILE element 12 at the junction of the outer cylindrical surface 23 of the collet 16 with the inner cylindrical surface of the movable element 12 of the elastic suspension unit II is laser welded.

На длине и (фиг. 4) соединения внешней цилиндрической поверхности 23 цанги 16 с внутренней цилиндрической поверхностью подвижного элемента 12 узла упругого подвеса II выполнено клеевое соединение 26.On the length and (Fig. 4) of the connection of the outer cylindrical surface 23 of the collet 16 with the inner cylindrical surface of the movable element 12 of the elastic suspension unit II, an adhesive joint 26 is made.

В плоскости 27 (фиг. 5) перпендикулярной оси вращения 8-8 и в которой расположены первая и вторая оси подвеса,взаимным расположением магнитных систем 18, 18 первого датчика утла и выполненныхIn the plane 27 (Fig. 5) perpendicular to the axis of rotation 8-8 and in which the first and second axis of the suspension are located, by the mutual arrangement of the magnetic systems 18, 18 of the first sensor of the corner and made

аналогично компенсационным катушкам 17, 17 первого датчика момента компенсационных катушек , 17 второго датчика момента образована первая измерительная ось 28-28 гироскопа. Взаимным расположением компенсационные катушек 17 , 17 первого датчика момента и магнитных систем , второго датчика угла, выполненных аналогичными магнитным системам 18, 18, образована вторая измерительная ось 29-29 гироскопа.similarly to the compensation coils 17, 17 of the first torque sensor of the compensation coils 17 of the second torque sensor, the first measuring axis 28-28 of the gyroscope is formed. The mutual arrangement of the compensation coils 17, 17 of the first torque sensor and magnetic systems, the second angle sensor, made similar to the magnetic systems 18, 18, formed the second measuring axis 29-29 of the gyroscope.

Гироскоп работает следузвдим образом. В качестве чувствительного элемента индикаторного стабилизатора (фиг. 5) гироскоп посредством датчика угла с магнитными системами 18, 18 измеряет угол отклонения гиростабилизированной платформы от положения, заданного ротором 13 гироскопа, относительно первой измерительной оси 28-28. Угол отклонения по второй относительной оси 29-29 измеряется вторым датчиком угла с магнитными системами , .The gyroscope works as follows. As a sensitive element of the indicator stabilizer (Fig. 5), the gyroscope, by means of an angle sensor with magnetic systems 18, 18, measures the angle of deviation of the gyrostabilized platform from the position set by the gyroscope rotor 13 relative to the first measuring axis 28-28. The deviation angle along the second relative axis 29-29 is measured by the second angle sensor with magnetic systems,.

Б гироскопе как датчике угловой скорости при наличии угловой скорости по первой измерительной оси 28-28 первый датчик угла с магнитными системами 18, 18 выдает сигнал отклонения ротора 13 от начального положения. Сигнал с первого датчика угла усиливается и подается на компенсационные катушки , второго датчика момента , создаваемые, моментом которого ротор 13 возвращается в начальное положение. Ток компенсационных катушек , 17 является мерой угловой скорости по первой измерительной оси 28-28 гироскопа. Аналогичным образом при использовании второго датчика угла с магнитными системами , и компенсационных катушек 17, 17 первого датчика момента измеряется угловая скорость по второй измерительной оси 29-29.In a gyroscope as an angular velocity sensor in the presence of angular velocity along the first measuring axis 28-28, the first angle sensor with magnetic systems 18, 18 gives a signal for the rotor 13 to deviate from its initial position. The signal from the first angle sensor is amplified and fed to the compensation coils, the second moment sensor created by the moment of which the rotor 13 returns to its initial position. The current of the compensation coils, 17 is a measure of the angular velocity along the first measuring axis 28-28 of the gyroscope. Similarly, when using a second angle sensor with magnetic systems, and compensation coils 17, 17 of the first moment sensor, the angular velocity is measured along the second measuring axis 29-29.

При выполнении только клеевого соединения неразрезной части 22 цанги 16 с подвижным элементом 12 узла упругого подвеса 10 при температурных воздействиях происходят произвольные осевые и радиальные изменения положения центра масс штанги 15. Поэтому увеличиваются случайная и систематическая составляющие дрейфа гироскопа.When only the adhesive connection of the continuous part 22 of the collet 16 with the movable element 12 of the elastic suspension assembly 10 is performed, arbitrary axial and radial changes in the position of the center of mass of the rod 15 occur under temperature influences. Therefore, the random and systematic components of the gyro drift increase.

При вьшолнении только сварного соединения неразрезной чисти 22 цанги 16 с подвижным элементом 12 при температурных воздействиях происходит произвольное радиальное изменение положения центра масс штанги 15, в результате чего повышаются случайная и систематическая составлявдие дрейфа гироскопа.When only a welded joint of continuous clean 22 of the collet 16 with the movable element 12 is performed, an arbitrary radial change in the position of the center of mass of the rod 15 occurs under temperature influences, as a result of which the random and systematic component of the gyro drift increases.

Комбинированное частично клеевое, частично сварное соединение неразрезной части 22 цанги 16 с подвижным элементом 12 узла упругого подвеса 10 обеспечивает уменьшенные температурные деформации соединяемых деталей и придает им стабильный характер. Поэтому уменьшаются случайная и систематическая составляющие дрейфа гироскопа.The combined partially adhesive, partially welded connection of the continuous part 22 of the collet 16 with the movable element 12 of the elastic suspension assembly 10 provides reduced temperature deformations of the parts being joined and makes them stable. Therefore, the random and systematic components of the gyro drift are reduced.

Источники информации.Sources of information.

1.Д.С. Пельпор, В.А. Матвеев, В.Д. Арсеньев. Динамически настраиваемые гироскопы. М., Машиностроение, 1988 г., стр. 227-233.1.D.S. Pelpor, V.A. Matveev, V.D. Arseniev. Dynamically tuned gyroscopes. M., Engineering, 1988, pp. 227-233.

2.Патент США № 4464942 кл. 74-5F. Узел подвеса гироскопа с осевой балансировкой. 1984 г.2. US patent No. 4464942 C. 74-5F. Gyroscope suspension unit with axial balancing. 1984 year

Claims

A gyroscope containing a gyromotor, a rotor on a movable element of an elastic suspension assembly, angle sensors and torque sensors, the rotor having an external flywheel and a rod attached to the movable element of the elastic suspension assembly with dimensions along the longitudinal axis, large flywheel lengths and transverse dimensions of the rod, the rod is located inside an elastic suspension unit with a longitudinal axis along the axis of rotation of the rotor and mounted in a collet connected to the inside of the movable element of the elastic suspension unit, characterized in that the end face of the connection a continuous portion of the movable collet Highlander elastic suspension member assembly is configured by laser welding a weld between the inner surface of the inner portion of the movable elastic suspension assembly element and outer surface of the continuous portion of the collet formed adhesive bond.