本实用新型专利技术公开一种摆式陀螺寻北仪，主要为了提供一种结构简单、成本低、体积小且精度高的摆式陀螺寻北仪。本实用新型专利技术包括陀螺房、跟踪装置和阻尼装置，跟踪装置包括监测陀螺房摆动的监测装置、与监测装置电连接的力矩电机、与力矩电机的动力输出端连接的跟踪台体、以及设置在跟踪台体上方的经纬仪电子度盘；阻尼装置包括处理器、与处理器电连接的力矩器、以及阻尼开关。本实用新型专利技术相对于现有技术省去了机械减速机、伺服电机和测速电机等装置，使得摆式陀螺寻北仪结构简单、成本低、体积小。本实用新型专利技术采用力矩电机实现对跟踪台体的驱动，所以不存在传动空回、干摩擦和齿轮变形等因素的干扰，提高了寻北精度。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种摆式陀螺寻北仪。
技术介绍
摆式陀螺寻北仪是广泛应用于民用和军用的高精度寻北仪器，其基本结构是一个 内装陀螺马达的陀螺房，该陀螺房由一根恒弹性的金属悬带自由悬挂。陀螺马达的转子轴 又称H轴，呈水平状态，且具有自动趋近当地子午面的能力。摆式陀螺寻北仪一般通过速 度阻尼使陀螺马达的H轴快速收敛至子午面完成寻北测量，当H轴接近子午面时陀螺房的 摆动速度极低，为了获得该摆速并使跟踪台体完成对陀螺房的低速跟踪，通常采用"伺服电 机-测速电机"的组合及一个机械减速器驱动跟踪台体完成跟踪，利用测速电机测得的摆动 速度信号经处理后作为速度阻尼信号施加到力矩器上，实现对陀螺房的阻尼。 由于测速电机存在测速死区，在极低的转速下不能输出线性、平滑且具有足够信 噪比的摆动速度信号，为此必须将陀螺房的摆动速度放大数十万倍至数百万倍。一般采用 机械减速器对摆动速度进行机械放大，但是由于机械减速器存在传动空回、干摩擦以及齿 轮变形等干扰因素，使得测速电机的线性度和信噪比并不理想，从而寻北精度不高。另外， 机械减速器的结构复杂、成本高、体积大，导致摆式陀螺寻北仪的结构复杂、成本高、体积 大。此外，使用大速比传动虽然有利于跟踪台体对陀螺房的极低速跟踪，但是最大方位跟踪 速度和最大阻尼信号会受到伺服电机最高转速的限制。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供一种结构简单、成本低、体积小且精度高的摆式陀 螺寻北仪。 本技术摆式陀螺寻北仪，包括陀螺房、跟踪装置和阻尼装置，其中跟踪装置包 括监测所述陀螺房摆动的监测装置、与所述监测装置电连接的力矩电机、与所述力矩电机 的动力输出端连接的跟踪台体、以及设置在跟踪台体上方的经炜仪电子度盘，所述经炜仪 电子度盘根据跟踪台体的转动输出数字方位角信号；所述阻尼装置包括处理器、与所述处 理器电连接的力矩器、以及阻尼开关；其中，所述处理器与所述经炜仪电子度盘电连接，将 所述数字方位角信号转换为直流测速信号输出；所述力矩器，基于接收到的直流测速信号， 得到施加到陀螺房的速度阻尼信号，使陀螺房内的陀螺马达收敛到当地子午面，完成阻尼 寻北。 本技术相对于现有技术省去了机械减速机、伺服电机和测速电机等装置，使 得摆式陀螺寻北仪结构简单、成本低、体积小。本技术采用力矩电机替代机械减速机和 伺服电机实现对跟踪台体的驱动，不存在传动空回、干摩擦和齿轮变形等干扰因素，提高了 寻北精度。另外本技术采用经炜仪电子度盘替代测速电机实现对跟踪台体的转速测 量，更适合测量跟踪台体的极低转速，而且转速越低，测量的误差越小，进一步提高了寻北 精度。【附图说明】 图1是本技术摆式陀螺寻北仪的结构示意图； 图2是本技术摆式陀螺寻北仪中陀螺房的摆动相平面图。【具体实施方式】 下面结合说明书附图对本技术做进一步描述。 如图1、2所示，本技术摆式陀螺寻北仪包括陀螺房1、跟踪装置和阻尼装置。 其中陀螺房1内设置有陀螺马达，陀螺马达的H轴具有自动趋近当地子午面的能力。跟踪 装置用于跟踪陀螺房1的摆动，阻尼装置用于对陀螺房1进行速度阻尼，使其快速衰减，收 敛至当地子午面。 所述跟踪装置包括反光镜21、光电传感器22、力矩电机25、跟踪台体26和经炜仪 电子度盘31，其中反光镜21、光电传感器22构成本技术的监测装置，监测陀螺房的摆 动。 由于陀螺房1与悬带12之间设置有悬挂柱11，悬挂柱11与陀螺房1固定连接，反 光镜21与悬挂柱11固定连接，从而陀螺房1摆动，反光镜21随之摆动。光电传感器22与 反光镜21对置，可根据反光镜21的反射信号得到陀螺房1的摆动信号。光电传感器22与 力矩电机25电连接，光电传感器22发出的信号经过放大器23的放大和校正器24的矫正 后传输给力矩电机25,力矩电机25的动力输出端与跟踪台体26驱动连接，力矩电机25根 据接收到的信号驱动跟踪台体26转动，从而实现了跟踪台体26对陀螺房1的跟踪，经炜仪 电子度盘31设置在跟踪台体的上方，与跟踪台体固定连接。随着跟踪台体26的转动经炜 仪电子度盘31输出数字方位角信号。 所述阻尼装置包括处理器、力矩器35以及控制阻尼装置是否对陀螺房1进行速度 阻尼的阻尼开关34。 其中所述处理器与所述经炜仪电子度盘31电连接，包括数字微分处理器32和D/ A变换器33。数字微分处理器32对所述数字方位角信号进行微分处理后得到跟踪台体26 的数字方位转速信号，再经D/A变换器33得到所述直流测速信号。所述力矩器35与所述 处理器电连接，将接收到的直流测速信号作为速度阻尼信号施加到陀螺房1，使陀螺房1内 的陀螺马达收敛到当地子午面，完成阻尼寻北。 本技术采用力矩电机代替传统摆式陀螺寻北仪中的机械减速器和伺服电机 来驱动跟踪台体26转动，实现跟踪台体26对陀螺房1的跟踪，结构更加简单，并且很大程 度的降低了制造成本，缩小了仪器尺寸。由于替换了机械减速器，所以不存在传动空回、干 摩擦和齿轮变形等干扰因素，提高了寻北精度；并且力矩电机可对跟踪台体26实现低速平 稳的控制。 采用经炜仪电子度盘31测量跟踪台体26转速：假设经炜仪电子度盘31的最小读 取角度为Λ α，且两个相邻最小读取角度的读取时间间隔为At，在两次读取之间的填充 脉冲个数为N，则可根据公式? = 推导出跟踪台体26转动的角速度ω。 在传统的摆式陀螺寻北仪中，由于在测速电机之前还有机械减速器，机械减速器 的机械放大使得线性度和信噪比并非理想，所以由测速当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摆式陀螺寻北仪，其特征在于：包括陀螺房、跟踪装置和阻尼装置，其中跟踪装置包括监测所述陀螺房摆动的监测装置、与所述监测装置电连接的力矩电机、与所述力矩电机的动力输出端连接的跟踪台体、以及设置在跟踪台体上方的经纬仪电子度盘，所述经纬仪电子度盘根据跟踪台体的转动输出数字方位角信号；所述阻尼装置包括处理器、与所述处理器电连接的力矩器、以及阻尼开关；其中，所述处理器与所述经纬仪电子度盘电连接，将所述数字方位角信号转换为直流测速信号输出；所述力矩器，基于接收到的直流测速信号，得到施加到陀螺房的速度阻尼信号，使陀螺房内的陀螺马达收敛到当地子午面，完成阻尼寻北。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龚建，王伟峰，余祖荫，
申请(专利权)人：龚建，王伟峰，余祖荫，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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