[实用新型]一种垂直陀螺仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞控传感器，特别是用于测量飞行器水平姿态偏差角的一种垂直陀螺仪。

背景技术

陀螺仪是利用陀螺效应测量运动物体相对惯性空间的角位移的仪表，陀螺仪具有高速旋转的刚体转子，能够不依赖任何外界信息而测定运载体的姿态，其作为惯性导航系统或惯性制导系统中的核心器件，广泛应用于飞机、船舰、飞机等的惯性导航系统和惯性制导系统，因此对于制导精度要求非常高。而目前的陀螺仪自转轴具有方向的稳定性，但缺少方向的选择性；摆对地垂线具有方向的选择性；但缺少方向的稳定性；且传统的陀螺仪都需要独立设置一套三相交流电源驱动，使得外部电路复杂化而功耗大、体积大且笨重，致使飞行载体中的可利用的有限空间大大减小，不利于新型飞行器的开发。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型旨在提出测量精度高、稳定性好、功耗低、体积小重量轻的一种垂直陀螺仪。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种垂直陀螺仪，安装有陀螺马达的马达壳体通过两轴承与万向框架两框边的中部连接，一轴承端安装有纵向电位计及电刷，另一轴承端安装有导电环及电刷；其特征在于：马达壳体顶部设有与陀螺马达转轴相连接的修正摆，万向框架另两框边之一的中部设有通过承端连接的带电刷的横向电位计，DC/AC逆变器通过导线与陀螺马达连接；与横向电位计对应位置的框边一端与上锁扶正机构转动副连接，上锁扶正机构与支座轴连接；上锁扶正机构的上锁把手可与固定在马达壳体和导电环轴上的凸轮弹性卡扣限位。

本实用新型的上锁扶正机构由扶正电机和上锁把手组成，扶正电机的转轴与支座连接，通过启动扶正电机工作可使得万向框架处于水平状态；上锁把手上设有滑动块，凸轮外沿上设有卡位缺口，滑动块可与凸轮外沿边相对滑动，滑动块与卡位缺口可卡合，通过上锁把手压迫凸轮使万向支撑框架固紧在起始位置，即陀螺转子轴处于与地垂线基本重合位置。本实用新型的滚珠式修正摆，在陀螺电机转子驱动下转动，并在周而复始转动中，因重力作用对陀螺转子轴起到垂直修正作用，使陀螺转子轴能够寻找和跟踪地垂线方向。

本实用新型的有益效果是：通过用机械把手上锁的方式，快速地把陀螺转子轴扶正到地垂线位置，在陀螺转子加速旋转并经修正摆修正到具有一定稳定力矩后，通过电路控制其把手释放，陀螺进入自修控制状态；其最大优点是陀螺转子轴能在最短时间进入工作；本实用新型集成有DC/AC逆变器，不需要再设立如传统的三相独立电源驱动，因而本新型的体积大大缩小，其安装在飞行载体中仅占用一小部分的空间，使得飞行载体可安装其他器件的空间大大增加。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1.陀螺马达；2.马达壳体；3.万向框架；4.纵向电位计；5.电刷；6.导电环；7.修正摆；8.横向电位计；9.DC/AC逆变器；10.上锁扶正机构；11.扶正电机12.上锁把手；13.滑动块；14.支座；15.凸轮；16.卡位缺口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示的一种垂直陀螺仪，安装有陀螺马达1的马达壳体2通过两轴承与万向框架3两框边的中部连接，陀螺马达1可在马达壳体2中高速转动，本实用新型的陀螺马达1采用国产陀螺电机，万向框架3两框边上一轴承端安装有纵向电位计4及电刷5，另一轴承端安装有导电环6及电刷5；马达壳体2顶部设有与陀螺马达1转轴相连接的修正摆7，修正摆7可在马达带动下高速转动，其产生的应力可使陀螺马达1转子轴自动追踪地垂线并与其重合；万向框架3另两框边之一的中部设有通过承端连接的带电刷5的横向电位计8，DC/AC逆变器9通过导线与陀螺马达1连接，免去飞行载体需要独立设置传统的、复杂的独立三相电源驱动马达；与横向电位计8对应位置的框边一端与上锁扶正机构10转动副连接，上锁扶正机构10由扶正电机11和上锁把手12组成，上锁把手12可与固定在马达壳体2和导电环6轴上的凸轮15弹性卡扣限位，即上锁把手12上设有滑动块13，凸轮15外沿上设有卡位缺口16，扶正电机11的转轴与支座14连接，扶正电机11在电路控制下可将上锁把手12转动压向凸轮15，使得滑动块13可与凸轮15外沿边相对滑动，在本实用新型启动时使得滑动块13与卡位缺口16卡合，使万向支撑框架固紧在起始位置(此时陀螺转子轴处于与地垂线基本重合位置)。

使用时将本实用新型安装于飞行载体上的装有平板减振器的安装支架上，接通工作电源直流24V，经输入端进入DC/AC逆变器9，再从DC/AC逆变器9输出三相36V(400HZ)交流电，通过导电环6输送陀螺马达1，驱动陀螺马达1旋转。在直流24V接通的同时，上锁快速扶正机构控制电路也启动扶正电机11工作，上锁把手12压迫凸轮15使万向框架3固紧在起始位置，即上锁把手12的滑动块13与凸轮15的卡位缺口16卡合，致使万向框架3固定不动，使得陀螺转子轴处于与地垂线基本重合位置。当陀螺电机经过一段时间驱动加速，具有一定稳定力矩后，锁紧机构开锁，滑动块13与卡位缺口16分离，陀螺马达1转子在修正机构作用下，使陀螺转子轴真正回复到与地垂线重合位置，从而本实用新型垂直陀螺仪达到正常工作状态，陀螺转子轴也呈显出保持相对地垂线位置稳定的特性。由于本实用新型固连在飞行载体上，飞行载体相对水平面位置的变化，必将引起陀螺仪上纵向、横向电位计8与电刷5间接触点角度改变，从而输出变化后的角度信号。