Маркшейдерский гирокомпас

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (i i! 676866

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.77 (21) 2457519/40-23 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

G 01С 19/38

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.0?,79. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.3.082.16 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.07.79 (72) Авторы изобретения

Г. М. Найшулер, В, И. Глейзер и В. Н. Лавров

Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (71) Заявитель (54) МАРКШЕЙДЕРСКИЙ ГИРОКОМПАС

1..-...

Изобретение относйтся к области гироскопического приборостроения и может быть использовано в тех случаях, когда требуется определить азимут ориентируемой стороны с высокой точностью, напри- 5 мер в маркшейдерском деле.

Известен оптический датчик углового положения ротора гироскопа, применение которого в таком гирокомпасе позволяет повысить точность визуального съема пока"-,à- 1р ний без применения трудоемкой и сложной технологии установки перпендикулярности зеркала (Ц. Указанный недостаток устраняется в этом датчике с помощью источника импульсного света, в световом потоке 15 которого наблюдается изображение марки, отраженное от кольцевого зеркала на роторе. Частота модуляции света пропорциональна скорости вращения ротора.

Однако при использовании такого опти- 20 ческого датчика в гирокомпас дополнительно вводятся сложные устройства, например импульсный источник питания, источник импульсного света, устройство регулируемой временной задержки и т. п., что при- 25 водит к дополнительному потреблению электроэнергии, нежелательному для автономных систем, таких, например, как маркшейдерский гирокомпас.

Известен также гирокомпас, содержащий гиродвигатель, арретирующее устройство и автоколлимационную оптическую систему, включающую автоколлиматор и кольцевое зеркало, укрепленное на торце ротора гиродвигателя. В этом гирокомпасе осуществляется непосредственное наблюдение за движением оси кинетического момента и поэтому не требуется предварительная тарировка автоколлимационной системы (2).

Недостатком такого гирокомпаса является повышенное требование к перпендикулярности плоскости кольцевого зеркала оси вращения ротора. При наличии неперпендикулярности в поле зрения автоколлиматора наблюдается размытое изображение марки, затрудняющее визуальный съем показаний и приводящее к снижению точности съема вследствие "утомляемости наблюдателя я.

"Целью изобретения является повышение точности визуального определения положения равновесия прецессионных колебаний чувствительного элемента, упрощение эксплуатации прибора и технологии его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в гирокомпас, содержащий чувствительный элемент с гиродвигателем, арретиоующее

676866 (пчэ cp) t

Зо

65 устройство и автоколлимационную измерительную систему, включающую автоколлиматор и кольцевое зеркало, укрепленное на торце ротора гиродвигателя, дополнительно введено жестко скрепленное с корпусом чувствительного элемента зеркало, причем угол между нормалями к отражающим поверхностям кольцевого и дополнительного зеркал не превышает поля зрения автоколлиматора.

Кроме того, для достижения поставленной цели на корпусе гирокомпаса между автоколлиматором и кольцевым зеркалом, укрепленным на роторе гиродвигателя, размещена подвижная шторка.

Шторка может быть связана тягой с арретирующим устройством гирокомпаса.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый маркшейдерский гирокомпас; на фиг. 2 — изображение, наблюдаемое в поле зрения автоколлиматора.

Предлагаемый гирокомпас содержит чувствительный элемент 1 с гиродвигателем

2, расположенным в корпусе 3, на котором установлен автоколлиматор 4. На торцовой поверхности ротора гиродвигателя 2 закреплено кольцевое зеркало 5, а на корпусе чувствительного элемента 1 расположено зеркало 6. Угол между нормалями к отражающим поверхностям зеркал 5 и 6 не превышает поля зрения автоколлиматора 4.

В автоколлиматор 4 одновременно наблюдаются отражения от двух зеркал 5 и 6.

Между кольцевым зеркалом 5 и автоколлиматором 4 помещена шторка 7, связанная тягой 8 с эксцентриком 9, расположенным на оси 10 рукоятки 11 арретирующего устройства 12.

На фиг. 2 позицией 13 обозначена неподвижная шкала, 14 — изображение марки, отраженное от зеркала 6, 15 — размытое изображение марки, отраженное от кольцевого зеркала 5.

Работа гирокомпаса заключается в следующем.

При номинальном числе оборотов гиродвигателя 2 и разарретированном чувствительном элементе 1 в автоколлиматор 4 наблюдают за перемещением неразмытого изображения марки 14, отраженного от зеркала 6, закрепленного на чувствительном элементе 1. Совмещая изображение марки

14 с каким-либо штрихом на шкале 13 автоколлиматора 4, любым известным способом определяют отсчет, соответствующий положению равновесия прецессионных колебаний чувствительного элемента 1. Затем арретируют чувствительный элемент 1 и при номинальном или малой скорости вращении ротора гиродвигателя 2 по шкале

13 автоколлиматора 4 снимают отсчет пр, соответствующий среднему положению изображения марки 15, отраженного от кольцевого зеркала 5 на роторе гиродвигателя 2. Одновременно по той же шкале 13 фиксируют отсчет п„„соответствующий положению изображения марки 14, отраженного от зеркала 6 на чувствительном элементе 1. Далее определяют величину поправки. где г — цена деления шкалы автоколлиматора в угловой мере, и изменяют на величину этой поправки значение азимута ориентируемой стороны, вычисленное по результатам наблюдений за движением изображения марки 14, отраженного от зеркала 6 на чувствительном элементе 1.

Т =Т +х, где T — азимут ориентируемой стороны;

T — значение азимута ориентируемой стороны, определенное по зеркалу на чувствительном элементе.

Зафиксировать отсчет пр можно разными способами, один из которых заключается в том, что при малых оборотах гиродвигателя, например, на выбеге по шкале 13 автоколлиматора 4 фиксируют два крайних положения изображения марки от кольцевого зеркала 5 и вычисляют среднее между ними.

Чтобы в процессе пуска гирокомпаса размытое изображение марки 15 не мешало работе наблюдателя, между автоколлиматором 4 и кольцевым зеркалом 5 может быть помещена подвижная шторка 7, которая выводится из поля зрения автоколлиматора 4, когда необходимо замерить разность отсчетов п„и пр.

Разность отсчетов п„и пр можно определить, когда чувствительный элемент 1 находится в какой-либо из точек реверсии, т, е, когда скорость движения чувствительного элемента близка к нулевой. Однако проще определить ее при заарретированном чувствительном элементе. В этом случае удобно автоматизировать процесс, вводя в поле зрения трубы автоколлиматора изображение марки, отраженное от кольцевого зеркала, при арретировании чувствительного элемента. Для этого шторку 7 можно связать тягой с арретирным устройством.

На фиг. 1 шторка 7 связана тягой 8 с эксцентриком 9. При развороте рукоятки 11 арретирующего устройства 12 вокруг оси

10 эксцентрик 9 перемещает тягу 8 с закрепленной на ней шторкой 7, причем в арретированном положении чувствительного элемента шторка расположена в крайнем верхнем положении, и в поле зрения автоколлиматора 4 можно наблюдать изображения марки, отраженные от двух зеркал. При разарретировании чувствительного элемента шторка 7 спускается и перекрывает кольцевое зеркало, расположенное на торцовой поверхности гиродвигателя.

При этом в поле зрения трубы автоколлиматора наблюдается изображение марки, 676866

Фиг. 1

Л д /7

Составитель Б. Делекторский

Техред Н. Строганова

Корректор Л. Орлова

Редактор Е. Дайч

Изд. № 469 Тираж 866

Заказ 1777I8

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 отраженное только от зеркала на чувствительном элементе.

Применение предложенного гирокомпаса позволит существенно сократить объем работы с ним, так как отпадает необходи- 5 мость производства тарировочных пусков гирокомпасов. Вместе с тем требования к перпендикулярности выставки зеркала на роторе могут быть значительно снижены (неперпендикулярность может достигать 1О нескольких угловых минут). При этом, поскольку фиксация марки от вращающегося зеркала происходит лишь один раз за пуск и в наиболее благоприятных условиях (например, в арретированном состоянии чувст- 15 вительного элемента гирокомпаса, при малой скорости ротора гиродвигателя), то утомление глаз наблюдателя практически не возникает, что не только облегчает работу с прибором, но и повышает точность визуального съема информации.

Формула изобретения

1. Маркшейдерский гирокомпас, содержащий чувствительный элемент с гиродвигателем, арретирующее устройство и автоколлимационную измерительную систему, включающую автоколлиматор и кольцевое зеркало, укрепленное на торце ротора гиродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности визуального определения положения равновесия прецессионных колебаний чувствительного элемента, упрощения эксплуатации прибора и технологии его изготовления, в автоколлимационную измерительную систему дополнительно введено жестко скрепленное корпусом чувствительного элемента зеркало, причем угол между нормалями к отражающим поверхностям кольцевого и дополнительного зеркал не превышает поля зрения автоколлиматора.

2. Маркшейдерский гирокомпас по п. 1, отличающийся тем, что между автоколлиматором и кольцевым зеркалом, укрепленным на роторе гиродвигателя, размещена подвижная шторка.

3. Маркшейдерский гирокомпас, по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шторка связана тягой с арретирующим устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 523275, кл. G 01С 19/28, 1976, 2. Патент США № 3.098.306, кл. 33 — 226, 1961.