Трехосный гиростабилизатор киноаппарата

 

В.В.Фатеев, В.В.Козлов и В.Л.Будкин (72) Авторы изобретения

Московское Ьрдена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени высшее техническое училище им. Н.Э.Баумана (7l ) Заявитель (54) ТРЕХОСНЫЙ ГИРОСТАБИЛИЗАТОР КИНОАППАРАТА

Изобретение относится к гироскопическим приборам и может быть, в частности, использовано при разработке трехосных пространственных стабилизаторов для оптических приборов, например киноаппараторв и телевизионных камер.

Известны трехосные гиростабилизаторы, состоящие из платформы для стабилизируемого объекта, трех двухстепенных гироскопов, установленных на платформе, системы стабилизации и системы коррекции, чувствительными элементами которой являются жидкостные маятники, закрепленные на платформе Г1).

Однако применение в этом устройстве двухстепенных гироскопов с большим кинетическим моментом затрудняет достижение высокой скорости управления и приводит к большому энергопо" треблению.

Известен также трехосный гиростабилизатор киноаппарата, включаюший платформу с двумя гироскопами, уста,новленными в наружной и внутренней рамках карданного подвеса, на оаях которых установлены датчики моментов, жидкостной маятник, ось чувстви5 тельности которого параллельна продольной оси стабилизации, и задатчик курса, причем оси наружной и внутренней рамки карданового подвеса первого гироскопа параллельны соответственно вертикальной и продольной осям стабилизации платформы Г 2 ).

Поскольку в этом устроистве в качестве чувствительных элементов cuc>s темы стабилизации используются трехстепенные управляемые гироскопы с малым кинетическим моментом, то легко может быть достигнута высокая

=корость управления угловым положе20 нцеи платформы.

В известном устройстве управление угловым положением киноаппарата по курсу осуществляется путем подачи сигнала с одного из задатчиков угла

3 9 7985 на датчик момента, управляющий движением первого гироскопа, а следовательно, и платформы по курсу. Однако при произвольном наклоне платформы по оси тангажа такой способ управления затрудняет проведение горизонтального панорамирования (вращение киноаппарата вместе с платформой вокруг местной вертикали ), поскольку управление осуществляетсл в свя- щ эанной с платформой системе координат, а это приводит к тому, что одновре-. менно с движением платформы вокруг местной вертикали будет происходить

"завал" платформы по крену. Наличие жидкостной маятниковой коррекции по .крену (ввиду слабой крутизны ) не сразу устраняет этот "завал".

Кроме этого, при устранении "завала". по крену киноаппарат изменит свое положение в азимуте. Увеличение крутизны маятниковой коррекции неже-, лательно, так как при этом снижается точность стабилизации при ускоренном движении основания, на котором установлен гидростабилизатор.

Целью изобретения является повышение точности управления киноаппаратом при панорамировании.

Укаэанная цель достигается тем, что в трехосный гиростабилизатор киноаппарата введен физический малтник с осью подвеса, параллельной поперечной оси стабилизации, и два синусно-косинусных вращающихся транс35 форматотора, роторы которых установлены на оси подвеса Физического малтника, а статоры жестко соединены с=платформой, при этом жидкостный маятник установлен на физическом маятйике, а выходы задатчика курса и жидкостного маятника подключены к статорным обмоткам первого и второго вращающихся трансформаторов соответственно, косинусная и синусная

4S обмотки роторов соответственно первого и второго вращающихся трансформаторов подключены к датчику момента, установленному на оси внутренней рамки первого гироскопа, а синусная

50 и косинусная обмотки роторов этих же трансформаторов подключены к датчику момента, установленному на оси наружной рамки первого гироскопа.

На чертеже представлена часть электро-кинематической схемы гироста55 билизатора, иллюстрирующая электрические связи введенных элементов и принцип работы гиростабилиэатора, 5 4

На ги рост абили э и рова нной платфо рме 1 с помощью опор 2 установлен физический маятник 3 так, что его ось вращения параллельна поперечной оси платформы. На физическом маятнике закреплен жидкостный маятник 4 таким образом, что его ось чувствительности параллельна продольной оси плат формы. По оси вращения физического маятника установлены два синусно-косинусных вращающихся трансформатора

5 и 6, роторы которых связаны с физическим маятником, а статоры - с платформой. К статорной обмотке вращающегося трансформатора 6 подключен задатчик 7 курса. К статорной обмотке вращающегося трансформатора 5 под. ключен жидкостный маятник 4, Синусная обмотка ротора вращающегocR трансформатора 5 подключена к датчику 8 момента, управляющему движением первого гироскопа вокруг оси платформы, перпендикулярной продольной и поперечной ее осям. Туда же подключена косинусная обмотка ротора вращающегося трансформатора 6. К датчику 9 момента, управляющему движением первого гироскопа по крену, подключены синусная обмотка ротора вращающегося трансформатора 6:и косин ная обмотка ротора вращающегося трансформатора

Управление стабилизатором осуществляется следующим образом.

Сигнал с задатчика 7 курса ° поступает на синусно-косинусный вращающийся трансформатор 6, где он делится на две составляющие, пропорциональные соответственно косинусу угла тангажа и синусу угла тангажа платформы, так как при повороте платформы по тангажу Физический малтник остается в прежнем угловом положении относительно Земли (при условии отсутствия ускорений движения). Сигналы составляющих подаются на датчики 8 и 9 момента первого гироскопа, вызывая его движение как вокруг оси, перпендикулярной продольной и поперечной оси, так и вокруг продольной оси.

Подобное разложение сигнала управления приводит к тому, что платформа будет вращаться вокруг вертикальной оси, моделируемой физическим малтником, и при отклоненном положении платформы по тангажу не возникает "завала платформы по крену.

Аналогично работает система коррекции по крену. При этом управляющий

5 9798 сигнал снимается с жидкостного маятника 4 и поступает на синусно-косинусный вращающийся трансформатор 5, с выхода которого поступает на датчики 8 и 9 момента.

При идентичности каналов, по которым поступают синусныв и косинусные сигналы с вращающихся трансформаторов,платформа будет вращаться только вокруг местной вертикали при управле- 10 нии по курсу или вокруг горизонтальной оси, лежащей в одной вертикальной плоскости с продольной осью, при работе горизонтальной коррекции.

Использование предлагаемого ги- И ростабилизатора позволяет повысить точность стабилизации при управлении положением платформы, а также исключить развороты платформы по курсу при работе горизонтальной коррекции.

Был создан макет предложенного гиростабилизатора. Испытания макета показали отсутствие видимых нарушений горизонтальности кадра при скорости управления по курсу ро 30 /с.

Э

Формула изобретения

Трехосный гиростабилиэатор киноаппарата, включающий платформу с двумя гироскоПами, установленными в наруж- 50 ной и внутренней рамках карданного .подвеса, на осях которых установлены датчики моментов, жидкостный маятник, ось чувствительности которого параллельна продольной оси стабилизации, и задатчик курса, причем оси наружной и внутренней рамки карданового

55 С подвеса первого гироскопа параллельны соответственно вертикальной и про дольной осям стабилизации платформы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления киноаппаратом при панорамировании, в него введены физический маятник с осью подвеса, параллельной попервч" ной оси стабилизации, и два синусно" косинусных вращающихся трансформатора, роторы которых установлены на оси подвеса физического маятника, в статоры жестко соединены с платформой, при этом жидкостный маятник установлен на физическом маятнике, а выходы задатчика курса и жидкостного маятника подключены к статорным обмоткам первого и второго вращающихся трансформаторов соответственно, крсинусная и синусная обмотки роторов соответственно nepsoro и второго вращающихся трансформаторов подключены к датчику момента, установленному на оси внутренней рамки первого гироскопа, а синусная и косинусная обмотки роторов этих we трансфор-. маторов подключены к датчику момента установленному на оси"наружной рамки первого гироскопа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Гироскопические системы. Под. ред. Д.С.Пельпора. М., «высшая школа, 1971 ч. .

2. Авторское свидетельство СССР

N 739964, кл. G 03 С 21/18, 1978 (прототип) .

/ /

/

Составитель Н.Енина

Редактор Л.Гратилло ТехредЕ.Харитончик Корректор Н.Король

Заказ 9340/27 Тифаж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035. Москва, К-35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4