專利名稱：一種用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位方法及機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航及測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位方法及機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在陀螺尋北系統(tǒng)中，通常采用精密測角裝置實現(xiàn)陀螺測量位置的轉(zhuǎn)換。通過計算機(jī)控制方式，控制測角傳感器感測轉(zhuǎn)臺0°、90°、180°、270°位置，同時控制驅(qū)動元件轉(zhuǎn)動、停歇，實現(xiàn)互為90°的四個位置的轉(zhuǎn)位?；趩屋S陀螺尋北系統(tǒng)用于四位置尋北測量的方法，在單軸陀螺尋北系統(tǒng)中使用時，在改善尋北儀的尋北測量轉(zhuǎn)位精度及降低產(chǎn)品成本等方面將有一定的優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在利用基礎(chǔ)的機(jī)械裝置——外槽輪機(jī)構(gòu)具有的周期性間歇轉(zhuǎn)動的運動特性，實現(xiàn)互為90°四個位置轉(zhuǎn)位的四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位裝置，四位置尋北測量轉(zhuǎn)位裝置與轉(zhuǎn)臺進(jìn)行組合優(yōu)化，構(gòu)成尋北儀的四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。一種用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，其特征是具有一個繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺①，在該轉(zhuǎn)臺上安裝一個單軸陀螺儀②及加速度計③，通過驅(qū)動元件⑥驅(qū)動四位置轉(zhuǎn)位裝置的轉(zhuǎn)動與停歇實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺①的轉(zhuǎn)位。所述四位置轉(zhuǎn)位裝置，由帶圓銷的驅(qū)動曲柄④和從動輪⑤組成；且從動輪⑤為具有四個均勻分布槽的槽輪，帶圓銷的驅(qū)動曲柄④轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動輪⑤的轉(zhuǎn)動與停歇?！N用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)位的方法，其特征是按照如下步驟實現(xiàn)(I)轉(zhuǎn)臺①在初始位置標(biāo)記為0°，以初始位置為基準(zhǔn)，四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺①轉(zhuǎn)動一周依次有0°、90°、180°及270°四位置停歇位，并有明顯的停歇范圍，陀螺儀隨轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)一同實現(xiàn)轉(zhuǎn)位過程，即轉(zhuǎn)到一周間隔相等的四個測量方位；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)停歇靜止不動時，陀螺儀測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，完成后就進(jìn)行轉(zhuǎn)位過程；(3)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到下一 90°位置后，再測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量；(4)依次類推完成180°及270°位置的測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量；(5)陀螺儀完成四個位置測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，此后計算出相對北的方位角。本發(fā)明優(yōu)點是本發(fā)明是一種較經(jīng)濟(jì)的，易于實現(xiàn)四位置法尋北方案的方法，轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動和停歇能保持機(jī)械轉(zhuǎn)臺運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，轉(zhuǎn)位精度較高，結(jié)構(gòu)緊湊，實用性較好，便于推廣應(yīng)用，具有一定的工程實用價值。


圖1為為本發(fā)明“四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)”結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的“四位置轉(zhuǎn)位裝置”示意圖。
圖3為本發(fā)明的“四位置尋北測量的方法”轉(zhuǎn)位示意圖。
具體實施例方式如圖所示，轉(zhuǎn)臺上安裝一陀螺儀和加速度計，將陀螺儀的敏感軸與轉(zhuǎn)臺的臺面保持平行，通過選擇適合轉(zhuǎn)速的驅(qū)動元件，使尋北儀的四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動、停歇，實現(xiàn)互為90°的四個位置的轉(zhuǎn)位，完成陀螺儀四個位置測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，此后計算出相對北的方位角。四位置尋北測量法的實現(xiàn)1、必須使用能精確轉(zhuǎn)動到互為90°四個特定測量位置的轉(zhuǎn)位裝置。2、四位置尋北測量轉(zhuǎn)位裝置與轉(zhuǎn)臺進(jìn)行組合優(yōu)化，構(gòu)成尋北儀的四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。3、陀螺儀及加速度計與轉(zhuǎn)臺固聯(lián)。4、選擇與之匹配的驅(qū)動元件和計算機(jī)功能單元。工作原理1.(參見圖1)在繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺①上，安裝一單軸陀螺儀②和加速度計③，將陀螺儀的敏感軸與轉(zhuǎn)臺的臺面保持平行，加速度計固聯(lián)在轉(zhuǎn)臺上，用于轉(zhuǎn)臺調(diào)平。2.(參見圖2)四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位裝置，其包括帶圓銷的驅(qū)動曲柄④、從動輪⑤。假定四位置轉(zhuǎn)位裝置從動輪⑤的轉(zhuǎn)動中心與驅(qū)動曲柄④的轉(zhuǎn)動中心連線為零線，驅(qū)動曲柄④圓銷的中心處于此連線上時，即為四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位裝置轉(zhuǎn)位時的零位。3.(參見圖1、圖3)用于尋北測量的四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，其包括具體實施方式
2所述的四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位裝置及轉(zhuǎn)臺①，四位置尋北測量轉(zhuǎn)位裝置的從動輪⑤固定在轉(zhuǎn)臺①上，帶圓銷的驅(qū)動曲柄④由驅(qū)動元件⑥驅(qū)動。當(dāng)驅(qū)動曲柄④以角速度《1逆時針轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)臺①以角速度ω2轉(zhuǎn)動，每轉(zhuǎn)過角90°后停歇不動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺①的轉(zhuǎn)位。O1主要根據(jù)陀螺儀測量所需的時間來選定。4.(參見圖3)轉(zhuǎn)臺①在圖示位置停歇，記為初始位置(O。)。以初始位置為基準(zhǔn)，四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺①轉(zhuǎn)動一周依次有0°、90°、180°及270°四位置停歇位，并有明顯的停歇范圍，滿足四位置法尋北方案必須互為90°的四個位置的要求。實現(xiàn)了四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)位。 5.陀螺儀隨轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)一同實現(xiàn)轉(zhuǎn)位過程，即轉(zhuǎn)到一周間隔相等的四個的測量方位。當(dāng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)停歇靜止不動時，陀螺儀測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，完成后就進(jìn)行轉(zhuǎn)位過程；轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到下一 90°位置后，再測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，……依次類推，陀螺儀完成四個位置測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，此后計算出相對北的方位角。
權(quán)利要求
1.一種用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，其特征是具有一個繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)臺①，在該轉(zhuǎn)臺上安裝一個單軸陀螺儀②及加速度計③，通過驅(qū)動元件⑥驅(qū)動四位置轉(zhuǎn)位裝置的轉(zhuǎn)換帶動轉(zhuǎn)臺①的轉(zhuǎn)位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，其特征是所述四位置轉(zhuǎn)位裝置，由帶圓銷的驅(qū)動曲柄④和從動輪⑤組成；且從動輪⑤為具有四個均勻分布槽的槽輪，帶圓銷的驅(qū)動曲柄④轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為從動輪⑤的轉(zhuǎn)動與停歇。
3.利用權(quán)利要求1或2的一種用于尋北系統(tǒng)中四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)實現(xiàn)轉(zhuǎn)位的方法，其特征是按照如下步驟實現(xiàn)(I)轉(zhuǎn)臺①在初始位置標(biāo)記為0°，以初始位置為基準(zhǔn)，四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)臺①轉(zhuǎn)動一周依次有0°、90°、180°及270°四位置停歇位，并有明顯的停歇范圍，陀螺儀隨轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)一同實現(xiàn)轉(zhuǎn)位過程，即轉(zhuǎn)到一周間隔相等的四個測量方位；(2)當(dāng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)停歇靜止不動時，陀螺儀測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，完成后就進(jìn)行轉(zhuǎn)位過程；(3)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到下一 90°位置后，再測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量；(4)依次類推完成180°及270°位置的測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量；(5)陀螺儀完成四個位置測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，此后計算出相對北的方位角。
全文摘要
本發(fā)明屬于慣性導(dǎo)航及測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，利用基礎(chǔ)的機(jī)械裝置——外槽輪機(jī)構(gòu)具有的周期性間歇轉(zhuǎn)動的運動特性，實現(xiàn)互為90°轉(zhuǎn)位的四位置尋北測量的轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。通過選擇適合轉(zhuǎn)速的驅(qū)動元件和采用計算機(jī)控制方式，以初始位置為基準(zhǔn)，使尋北儀的四位置轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)經(jīng)過一周轉(zhuǎn)動、停歇，實現(xiàn)互為90°的四個位置的轉(zhuǎn)位，完成陀螺儀測量地球自轉(zhuǎn)相關(guān)分量，此后計算出相對北的方位角。
文檔編號G01C19/00GK103063205SQ20121056690
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者胡安祿, 許衛(wèi)東, 黃凱 申請人:陜西寶成航空儀表有限責(zé)任公司