Маркшейдерский гирокомпас

(111676866 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з6 01 С 19/3 сударстаенный иомите СССР по лелам изобретен и открытий43) Опубликовано 30.0,79. Бюллет 21.3.082.16088.8) 3) У 5) Дата опубликования сания 30.07) Заявител сесоюзный научно-исследовательский инстит горной геомеханики и маркшейдерского дела 54) МАРКШЕЙДЕРСКИЙ ГИРОКОМ остигается тем, что в ащий чувствительныйтел ем, арретипующее Изобретение относйтся к области гироскопического приборостроения и можетбыть использовано в тех случаях, когдатребуется определить азимут ориентируемой стороны с высокой точностью, например в маркшейдерском деле.Известен оптический датчик углового положения ротора гироскопа, применение которого в таком гирокомпасе позволяет повысить точность визуального съема показаний без применения трудоемкой исложнойтехнологии установки перпендикулярностизеркала (Ц. Указанный недостаток устраняется в этом датчике с помощью источника импульсного света, в световом потоке 15которого наблюдается изображение марки,отраженное от кольцевого зеркала на роторе. Частота модуляции света пропорциональна скорости вращения ротора.Однако при использовании такого опти оческого датчика в гирокомпас дополнительно вводятся сложные устройства, напримеримпульсный источник питания, источникимпульсного света, устройство регулируемой временной задержки и т. п., что приводит к дополнительному потреблениюэлектроэнергии, 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 дгирокомпас, содержэлемент с гиродвигах=(п - и ) 1,10 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 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 псоответствующий положению изображения марки 14, отраженного от зеркала 6 на чувствительном элементе 1. Далее определяют величину поправки,где- 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 Т - азимут ориентируемой стороны;Т - значение азимута ориентируемойстороны, 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 пи пр.Разность отсчетов пи 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 лр г.г оставитель Б. ДелекторскийТехред Н. Строганова актор Е. Дай ектор Л, Орлова аказ 1777/8 аж 8 Подпис зд, 46 Типография, пр. Сапунова отраженное только от зеркала на чувствительном элементе.Применение предложенного гирокомпаса позволит существенно сократить объем работы с ним, так как отпадает необходи мость производства тарировочных пусков гирокомпасов. Вместе с тем требования к перпендикулярности выставки зеркала на роторе могут быть значительно снижены (неперпендикулярность может достигать 10 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 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 ви зуального съема информации. Формула изобретения 1. Маркшейдерский гирокомпас, содер жащий 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 СССР523275, кл. 6 01 С 19/28, 1976,2. Патент США3,098,306, кл. 33 - 226, 1961.