当前位置：文档之家 › 第1章 第3节 陀螺罗经结构与电路(雨课堂题目)

第1章 第3节 陀螺罗经结构与电路(雨课堂题目)

  • 格式：pptx
  • 大小：3.40 MB
  • 文档页数：65

下载文档原格式

  / 65

合集下载

第1章 第4.4 节 安许茨20型罗经使用与保养(雨课堂题目)

第1章 第4.4 节 安许茨20型罗经使用与保养(雨课堂题目)


第一次ED1 第二次ED2 第三次ED3 第四次ED4
航向显示被取消 自动重新起动尝试
四次起动失败
显示 故障 字符
罗经 系统 关闭
故障 字符 储存
4、切断陀螺罗经随动系统(因测试或修理需要)
切断: 步调开关B11中的开关G置于OFF 重新接通: 步调开关B11中的开关G重新置于ON
故障字符所表示的含义如下: E1: 陀螺罗经供电故障 E2: 陀螺电源故障 E3: 编码器故障 E4: 陀螺电流偏离正常值范围 E5: 随动系统故障 E6: 温度传感器故障 E7: 陀螺球高度偏离正常值范围 E8: 加热器统故障
• 功能附加型(Standard 20 Plus)
返回
返回
返回
固定部分
• 条形散热片 • 数字监视器
蒸馏水注入
锥体查看
支承液体
三、维护与保养
2、更换陀螺球 • 步骤同上
3、更换电子传感器的印制电路板 • 参见技术手册
注意
4、编码器零位调整(参考航向输入)
• 罗经安装后,必须调整编码器零位 • 罗经起动5h后在码头上进行
调整
• 首先准确确定船首的真方位 • 将步调开关B11中的开关A置于OFF,
E9: 支承液体温度>70ºC
三、维护与保养
1、更换支承液体和密封圈 • 规定每三年更换一次 • 关闭罗经,约等30min,方可进行 • 230cm3蒸馏水(红色标签) 从红螺钉孔注入储藏室 • 840cm3支承液体(绿色标签) 从绿色螺钉孔注入 • 顶部测量锥体查看支承液体已注满
三、维护与保养
• 按键B14(电子传感器印制电路板上)
• 按一次B14,航向消失
• 再按,显示警告字符
陀螺罗经指北原理

陀螺罗经指北原理


Z
N
S
N ZS
X
H
X
q
O
O H
PN
3）电磁摆控制力矩(阿玛-勃朗罗经）
? 电磁控制式罗经是利用电磁摆和水平 力矩器、垂直力矩所组成的电磁控制装 置将北
? 通过在陀螺球（仪）水平轴或垂直轴上加上 阻尼力矩，使陀螺仪主轴稳定指北。
? 1.安许茨罗经采用水平轴直接阻尼法 ? 2.斯伯利罗经采用垂直轴直接阻尼法 ? 3.阿玛-勃朗采用垂直轴间接阻尼法
2）自由陀螺仪主轴垂直于水平面放置（主轴与 地轴重合），地球自转一周，则陀螺仪主轴相 对于宇宙空间指向不变，相对地球子午面方位 不变。（如图B）
? 图B
6h
0h
地球自转
w
PN
18h
12h
? 图B
东
西
PN
位于北纬的视运动
? 自由陀螺仪主轴水平放置在北纬y 处（空间 A1 ），并南北指向（主轴相对子午面和水平面 平行）。地球绕地轴自转一段时间后，陀螺仪 随地球转至空间A2点，则陀螺仪主轴相对于宇 宙空间指向不变，但陀螺仪主轴a端相对于子午 面向东偏离方位角a, 主轴b端相对于子午面向 西偏离方位角a 。陀螺仪主轴a端相对于水平面 向上升高角q,主轴b端相对于水平面向下下降角 q （如图A）
（北纬指北偏上；南纬指北偏下）
4 .电控罗经采用的内补偿法施加的补偿力矩作用在什 么轴上？（垂直轴 OZ 上）；稳定位置是什么？（水 平指北）。
5.什么叫速度误差？速度误差产生的原因是什么？
6 .速度误差的表达式是什么？
a rv
=
V cos C
Rewe cos ?
四、速度误差的数学表达式及速度误差的特性
第二章 陀螺罗经误差及其消除
第1章 第3.3节 陀螺罗经结构与电路(雨课堂题目)

第1章 第3.3节 陀螺罗经结构与电路(雨课堂题目)

第三节 陀螺罗经结构与电路
3.3阿玛—勃朗系列陀螺罗经
CAPT.L
3.3阿玛—勃朗系列陀螺罗经
3.3.1 概 述 一 阿玛勃朗系列典型产品(属电控罗经)
•阿玛勃朗MKIC、MK4C、MK10型
•SGB1000型
二 电控罗经的工作原理:
垂直轴
Zபைடு நூலகம்
力矩器
电磁摆
Y
转子 内环 外环
水平轴 力矩器
•动量矩指北
罗经底座附件
罗经箱 贮液缸
返回
单选题 1分
5、 阿玛—勃朗型罗经采取____方法，获得控制 力矩。
A 重心下移 B 安装水银器 C 加电磁力矩 D 偏西加重物
提交
单选题 1分
6、陀螺球采用扭丝加液浮支承方式的罗经是____。
A 阿玛—勃朗10型 B 斯伯利37型 C 斯伯利37型，阿玛—勃朗10型 D 安许茨4型
三、控制力矩和阻尼力矩的产生
•电磁摆及摆信号
u0
•电磁摆可敏感出贮液缸相对于水平面的倾角。
摆
倾斜放大器
信
号
方位放大器
看结构图
倾斜 电机
水平扭丝 受扭
水平轴控制 力矩
方位 电机
垂直扭丝 受扭
Ｍ
垂直轴阻尼 力矩
v1
贮液缸南北轴 陀螺球主轴
Ｍ‘
v1 u2
v2
v2 u3
四、传向系统： （直流步进式）
➢固定陀螺球的中心。
➢水平扭丝产生水平轴（控制和 校正）力矩；垂直轴扭丝产生垂 直轴（阻尼和校正）力矩。
返回
2.随动部分：
•方位刻度盘 •贮液缸 •倾斜平衡环 •倾斜齿轮 •倾斜随动电机
•方位平衡环
《陀螺》ppt课件优秀版

《陀螺》ppt课件优秀版

05
CHAPTER
陀螺仪在陆地交通领域应用
陀螺仪能够精确测量汽车的横滚、俯仰和偏航角度，为自动驾驶系统提供准确的车辆姿态信息。
姿态测量
结合GPS和其他传感器数据，陀螺仪能够提高汽车的定位精度，确保自动驾驶汽车在复杂道路环境中的稳定行驶。
导航定位
通过实时监测车辆动态参数，陀螺仪有助于自动驾驶系统实现车辆稳定性控制，提高行驶安全性。
陀螺仪在水下潜航器中发挥关键作用，通过实时测量潜航器的姿态和角速度，为深海导航提供精确的数据支持。
深海导航
结合陀螺仪的测量数据和其他传感器信息，水下潜航器可以实现地形匹配和精确定位，提高水下作业的准确性和效率。
地形匹配与定位
陀螺仪作为惯性导航系统的重要组成部分，可以为水下潜航器提供持续、稳定的导航支持，确保潜航器在复杂水下环境中的可靠运行。
控制稳定性
车辆定位与导航
通过对乘客上下车数据的采集和分析，陀螺仪有助于实现客流量的精确统计和预测，为运营调度提供数据支持。
客流统计与分析
安全监控与预警
陀螺仪能够实时监测城市轨道交通系统的运行状态，发现潜在的安全隐患并及时预警，确保乘客出行安全。
在城市轨道交通系统中，陀螺仪能够提供准确的车辆定位和导航信息，确保列车在复杂环境中的稳定运行。
随着MEMS技术的发展，陀螺仪将越来越微型化和集成化，降低成本并拓展应用领域。
微型化和集成化
提高陀螺仪的测量精度和稳定性是未来发展的重要方向，以满足高端应用的需求。
高精度与高性能
将陀螺仪与其他传感器（如加速度计、磁力计等）进行融合，通过算法优化提高数据处理的准确性和效率。
多传感器融合与算法优化
陀螺仪在发展过程中面临着技术、市场和应用等多方面的挑战，但同时也为相关产业带来了巨大的发展机遇。
航海仪器 安许茨系列陀螺罗经

航海仪器 安许茨系列陀螺罗经

n 开航前4小时 n 若靠码头后关闭，未改变过，
可在2～3小时前启动。
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
46
①启动前的检查：
1）船电开关和变压器电源开关在断的 (OFF)位置；
2）主罗经各部分在正常位置；
3）主罗经左侧小门内配电盘上的随动开 关在断的(O)位置；
4）各分罗经的航向与主罗经的航向一致；
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
35
②结构：
n 航向记录部分 n 时间记录部分
③调整：
④ 使用注意事 项：（实验课 内容）
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
36
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
37
三、温控及报警系统
n 1．航海Ⅰ型罗经的温控及报警系统。
分
统统
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
信号 指示 系统
5
安许茨标准4型陀螺罗经包括：
主罗经、电源起动箱、变流机、分罗经接线箱、分罗经、 警报器、航向记录器等。
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
6
§3-2 主罗经的结构
（以安许茨4型为例）
构成： 罗经箱 n 灵敏部分 n 随动部分 n 固定部分
第三节 安许茨系列陀螺罗经
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
1
主要内容：
n §3-1 n §3-2 n §3-3 n §3-4
概述 主罗经的结构 附属设备 罗经的使用、保养
2011­9­21
浙江省精品课程 宁波大学海运学院
2
§3-1 概述
第1章 第4.2节 斯伯利MK37陀螺罗经操作使用与检查(雨课堂题目)

第1章 第4.2节 斯伯利MK37陀螺罗经操作使用与检查(雨课堂题目)

(6)将转换开关置于“运转”(RUN)位置。
(7)当船舶航行时，应将速度旋钮置于船速值上。
*
三、检查与保养 主罗经是密封式的，因此不需要进行很多的保养工作。但是，应
时常对其外表进行清洁工作，使用洁布和去污剂除去灰尘和油垢， 特别应注意对三向防振装置的清洗，不能让灰尘聚积其上。
为了确保罗经能正常工作，必须按照表4-3进行定期的检查与保 养工作。
若指示为(+)，用旋转开关使主罗经刻度盘转动至真航向减30º处；若指示为(-)， 则用旋转开关使主罗经刻度盘转至真航向加30º处。
(5) 将转换开关置于“起动”(START)位置。等待10min，让陀螺电机转速
上升达到额定转速。
*
(6)将转换开关置于“自动水平”(AUTO LEVEL)位置。等待30s， 直到罗经刻度盘停止转动或有微小摆动为止。
(3)将转换开关置于“起动”(START)位置。等待10min，让陀螺 电机转速上升达到额定转速。
(4)将转换开关置于“自动水平”位置，观察高度角指示表直到指 针在任一方向上的指示数 值小于10。
(5)将转换开关置于“手动水平”位置，此时罗经刻度盘将围绕真 航向作阻尼减幅摆动。为了增强阻尼减幅的效果，缩短罗经的稳定 时间，可采取如下操作步骤：
(11)船舶航行时，将速度旋钮调整到船舶航速值上。
*
单选题 1分 3、将转换开关置于“起动”(START)位置。等 待多少分钟，让陀螺电机转速上升达到额定转速？
A 10min B 20min C 30min D 60min
提交
2. 关闭主罗经 关闭主罗经必须按下列步骤的顺厅进行： (1)将转换开关置于“切断”(OFF)位置。 (2)将各分罗经开关均置于“切断”(OFF)位置。 (3)将电源开关置于“切断”(OFF)位置。
1-3 变自由陀螺仪为陀螺罗经

1-3 变自由陀螺仪为陀螺罗经


H
G
u2=My=-M θ
西 •u2的方向:
O
东
O
a
1
mg
水平面之上，偏西 水平面之下，偏东
My 的方向 ? 北
θ
G
θ 2
地球自转
1-3变自由陀螺仪为陀螺罗经 陀螺罗经的指北原理 1.液体连通器罗经灵敏（指北）部分的结构：
N
Z
O
S
X
H
动量矩 H指南（ox轴负向） 连通器内装水银或硅油
1-3变自由陀螺仪为陀螺罗经 陀螺罗经的指北原理 2.液体连通器如何使主轴指北端自动找北？
y
1
y
1-3变自由陀螺仪为陀螺罗经 陀螺罗经的指北原理
（3）结论：按进动特性，主轴的 ， 为使主轴OX的正方向指北，则必须在结构上让 主轴动量矩H的方向与主轴OX的正方向相反， 才能使主轴具有自动找北的性能。
y
H M
规律：主轴初始偏东时， M
主轴初始偏西时， M
M
y
y
为负
U2偏西
y
为正； U2偏东
N
Z0
Z
N
•My=多余液体重 力﹡力臂 ≈Mθ
O
X
西
1
•u2=My=M θ
H
2
X 东
mg
•u2的方向：
水平面之上，偏西 水平面之下，偏东
地球自转
My的方向？
南
1-3变自由陀螺仪为陀螺罗经 陀螺罗经的指北原理
§1－3 变自由陀螺仪为陀螺罗经
一．变自由陀螺仪为陀螺罗经的原则 1．自由陀螺仪不能稳定指北的主要原因 V 2 H 2 V 1 H 1
如何克服ω2？
P13图1－19
陀螺罗经

陀螺罗经


五、视运动基本知识
1.坐标系
参考坐标系:以陀螺仪支架点O为公共原点
（1）地理坐标系（航海学上常用的）ONWZ。
（2）陀螺坐标系（动坐标）OXYZ
（3）惯性坐标系Oξηζ（不常用） 上述三个座标系之间的运动关系是：
（1）陀螺座标系相对地理座标系之间的运动为相对运动 （2）地理座标系的运动代表地球自转运动及船舶运动在内的 牵连运动 （3）陀螺座标系相对于惯性空间的运动为绝对运动，实际上 是相对运动与牵连运动的矢量和。即书上所讨论的陀螺仪的运 动都是指相对于惯性空间的绝对运动！
重心下移后如何使主轴自动找北
图1－23
液体连通器罗经灵敏（指北）部分的结构
动量矩 指南（ox轴负向 ) 连通器内装水银或硅油
图1－24
液体连通器如何使主轴指北端自动找北
M Y 2R2Sg sin
下重式罗经与上重式罗经的比较
液体连通器产生的重力控制力矩与下重式陀螺 球产生的重力控制力矩指向刚好相反，而二 者的动量矩H指向正好相反,所以两者陀螺仪 主轴指北端(OX轴正向)进动的规律相同
M C
｛ 物理意义 : u2= V2+ u3 V1=0
（4）罗经的稳定时间：罗经从起动到其指向精 度满足航海精度要求(土1°)所需的时间。 大约为2.5 TD＝3h 45min
垂直轴阻尼法
定义:由阻尼设备产生的阻尼力矩作用于罗经的垂直轴OZ上以实 现阻尼的方法,称为垂直轴阻尼法。
图1－30
液体连通器式罗经的减幅摆动
不受任何外力矩作用的陀螺仪。
二、陀螺仪的两个特性
1.定轴性：不受任何外力矩作 用的自由陀螺仪的主轴将保持 其初始空间方位不变。（即惯 性空间）
2.进动性：在外力矩M的作用下， 3自由度陀螺仪主轴动量矩H矢 端将以捷径趋向外力矩M矢端 作进动。（H→M） ➢角速度ω ➢动量矩H=Jω ➢外力矩M=r＊F ➢速度（u3)总是指向 子午面
船用陀螺罗经

船用陀螺罗经


指空间任意方向，这种仪器就叫陀螺仪.
实用陀螺仪，其转子、内环及外环等相对主轴、水平轴以及垂直轴都是对称的，无论
几何形体或质量都是对称的。重心与几何中心相重合的陀螺仪称为平衡陀螺仪.不受任何外
力矩作用的陀螺仪称为自由陀螺仪。工程上应用的都是自由陀螺仪。陀螺仪的转子能绕一
个轴旋转,它就具备了一个旋转自由，也就是具有一个自由度。像图 1—1 所示的陀螺仪,具
2
第一篇 船用罗经
有三个自由度,一是转子绕 OX 轴作自转运动，一是转子连同内环绕 OY 轴(水平轴)转动， 一是转子连同内环和外环绕 OZ 轴(垂直轴）转动。这种结构使转子主轴可指空间任意方向。 三轴交点 O 为陀螺仪的中心点,陀螺仪的重心位于 O 点。所以它具有三个自由度,称为三自 由度陀螺仪。
第一篇 船用罗经
1
第一篇 船用陀螺罗经
第一章 陀螺罗经指北原理
陀螺罗经是船舶上指示方向的航海仪器。其基本原理是把陀螺仪的特性和地球自转运
动联系起来,自动地找北和指北。描述陀螺罗经指北原理所涉及的内容用式（1－1)表示:
陀螺罗经=陀螺仪+地球自转+控制设备+阻尼设备
（1－1）
第一节 陀螺仪及其特性
陀螺仪能制成指向仪器－－陀螺罗经,是因为陀螺仪有着自己的、独特的动力学特性， 这些特陀螺仪性能的主要物理参数是主轴动量矩 H，它说明了转子高速旋转运动的强弱 状态与方向.设图 1—1 所示的陀螺仪主轴动量矩 H、即 OX 轴正向水平指空间某一方向;现 将基座倾斜,则出现的现象如图 1—2 所示:H、即 OX 轴正向仍指原来方向没变；如将基座 旋转，也可看到同样的结果，H 即 OX 轴仍然水平的指示原来的方向，没发生任何变化。 这说明，当一个自由陀螺仪不受任何外力矩作用时,它的主轴将保持其空间初始指向不变的 特性，称作陀螺仪的定轴性。
第1章 陀螺罗经1.

第1章 陀螺罗经1.


三、发展历史
两千多年前，我国劳动人民在生活和生产实践中发现了陀螺 的基本特性。 1852年，法国科学家福科第一个利用陀螺特性并与地球自转 相联系，它利用三自由度陀螺仪的定轴性来观测地球自转； 并提出了创见性的理论。 1878年，美国科学家霍布金发明了用电机推动的陀螺罗经。 1908年，德国人安许茨创造了世界上第一台实用陀螺罗经。 成为一个罗经系列。陀螺罗经也由此开始出现。 1909年，美国人斯伯利也创造了单转子弹性支承的陀螺罗经， 并且也逐步发展成为一个罗经系列。 二十世纪五十年代，一个新的罗经系列逐渐形成，即美英两 国合作生产的阿玛勃朗型——电磁控制式陀螺罗经。
三、陀螺仪的基本特性
1．陀螺仪的定轴性（也称稳定性） 不受外力矩作用时，陀螺仪的主轴保持 其空间的初始方向不变。
定轴性实验录像
三、陀螺仪的基本特性
1．陀螺仪的定轴性（也称稳定性）
实验一：自由陀螺仪转子不转，转动陀螺仪基 座，主轴随基座一起转动。 实验二：自由陀螺仪转子高速旋转，转动陀螺 仪基座，主轴不随基座一起转动。 自由陀螺仪表现为定轴性的条件是：陀螺转子 高速旋转；陀螺仪不受外力矩作用。
•We分解为： W1=Wecosφ（水平分量） W2=Wesinφ （垂直分量）
φ :地理纬度）
W2 φ W A W1
φ
N
PN
•W1：在北纬使水平面 SENW的东半平面不断 下沉，西半平面不断上 升。（南纬相同） •W2：在北纬使子午面S Z。N的N点不断向W移 动。（南纬反之）
A
PS
自由陀螺仪主轴指北端的视运动规律
自由陀螺仪在地球上的视运动
北半球，若将自由陀螺仪 放在A点，使其主轴位于 子午面内并指恒星S，由 于地球自西向东转，经 过一段时间后，它转到B 点，因定轴性，陀螺仪 主轴仍将指恒星S方向但 相对子午面来说，主轴 指北端已向东偏过了α 角。 北纬看自由陀螺仪视运动
航海仪器课后解答

航海仪器课后解答

航海仪器课后解答航海仪器课后复习题第一章陀螺罗经1.叙述陀螺仪的定义及其基本特性。

定义：工程上将高速旋转的对称刚体（转子）及其悬挂装置的总称叫做陀螺仪。

基本特性：定轴性进动性2.何谓平衡陀螺仪和自由陀螺仪？平衡陀螺仪：陀螺仪的中心和其几何中心相重合的陀螺仪。

自由陀螺仪：不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪。

4.位于地球上的自由陀螺仪的视运动有何规律？如何解释其物理实质？自由陀螺仪在地球上的视运动规律：北纬东偏南纬西偏，（偏转角速度为w2）东升西降南北一样（升降角速度为w1a）物理实质：当地球自转时，在北纬子午面北点N向西偏转，由于陀螺仪的定轴性，主轴空间指向不变，跟地球一起运动的观察者看到主轴北端在不断向东偏转。

同理在南纬，主轴指北端向西偏转。

当陀螺仪主轴指北端偏离子午面以东时，受w1的影响，水平面东半平面下降，陀螺仪主轴的指北端相对水平面产生上升的视运动；当陀螺仪主轴的指北端偏离子午面以西时，由于水平面西半平面上升，陀螺仪主轴则产生下降视运动。

5.影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要矛盾是什么？克服该主要矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是什么？W2是影响自由陀螺仪主轴不能指北的主要矛盾。

克服该矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是利用陀螺仪的进动性，对陀螺仪水平轴施加一个外力M，使陀螺仪周周绕OZ轴进动，并满足w’=M/H=w26.叙述变自由陀螺仪为摆式罗经的两种方法。

第一种是重力下移法。

将陀螺仪的重心沿垂直轴下移，时重心不与支架中心O 重合，当主轴不水平时，产生控制力矩。

根据这种方法制成的罗经称为下重式罗经。

第二种是水银器法或液体连通器法。

在平衡陀螺仪上悬挂液体连通器，液体连通器中注入适量的高比重液体（如水银或其他化学溶剂），用以产生控制力矩。

这类罗经一般被称为水银器罗经或称液体连通器罗经。

7.为何双转子摆式罗经与液体连通器罗经二者的动量矩H的指向不同？由于地球自转，双转子摆式罗经主轴指北端偏离水平面后产生的重力控制力矩My使陀螺仪主轴指北端向子午面北端靠拢，自动找北。

第1章 第3.2节 陀螺罗经结构与电路(雨课堂题目)


陀螺球 （衔铁）
随动放大器
方位电机
垂直环 （E形铁芯）
叉形随动环
方位齿轮
步进式 分罗经
控制电路
步进发送器
1、斯伯利 随动系统：
衔铁
放大器
E形变压器
陀螺球
方位电机
•随动变压器(随动信号敏感元件）：
垂直环西侧 陀螺球西侧
2、斯伯利 MK37 传向系统： 直流步进式 光电步进式发送器、控制电路、步进式分罗经
❖灵敏部分为单转子陀螺球， 采用液浮和轴承辅助支承；
❖利用液体连通器产生水平轴 控制力矩；陀螺房西侧阻尼重 物产生垂直轴阻尼力矩。
❖采用静止逆变器提供陀螺三相 电，内补偿法消除速、纬误差。
❖罗经小型化，可实现快速启动。
三、斯伯利37罗经的整套设备组成：
速纬误差 补偿器
主罗经
电子制器
发送器箱
3.2.2 斯伯利37型主罗经结构
第三节 陀螺罗经结构与电路
3.2斯伯利系列陀螺罗经 CAPT.L
3.2斯伯利系列陀螺罗经
3.2.1 概 述 一 、斯伯利系列典型产品
•斯伯利：SPERRY-美国 MK14、MK20、
MK37、MK-II
•TG系列：日本
ES-11、ES110、 TG-100、TG-5000
二 、 斯伯利系列罗经主要共性：
三、37型罗经方式转换开关(Mode switch)的使用：
1.旋转（slew）：允许主罗经刻度盘在
陀螺马达未加电时旋转。
工 作
2.启动（start）：给陀螺马达通三相电
方 3.自动校平（auto-level）：自动地将陀
式 螺球主轴校平。
转 换 开
4.运转（run）：罗经处于正常工作状 态。

第一章陀螺罗经原理


T=0 T=6h
T=12h
四、地球的自转
（We:地球自转角速度φ :地理纬度） Z。 We W2 φ W A W1
•We分解为：
We N
W1=Wecosφ（水平分量）
W2=Wesinφ （垂直分量） •W1：在北纬使水平面 SENW的东半平面不断 下沉，西半平面不断上 升。（南纬相同）
S E 以 北 纬 A 点 为 例
连通器内装水银或硅油
2.液体连通器如何使主轴指北端自动找北？
A主轴指北端（ox正向）初始水平指东
Z
Z0
Z
Z0
N
S O
XN
H
O
S
H
•多余液体 mg产生控制 力矩My
X
θ
东
mg 1
西
2
地球自转
B主轴指北端（ox正向）初始水平指西
结论：液体的流动能使主轴指北端自动找北。
Z
S
θ
H
N
S
Z0
三、陀螺仪特性
（通电演示）
1.定轴性： 在不受任何外 力矩作用时，自由 陀螺仪主轴将保持 其惯性空间初始指 向不变。
三、陀螺仪特性
（通电演示）
2.进动性： 在垂直于主轴的外 力矩作用下，陀螺仪 主轴动量矩矢端将以 捷径趋向于外力矩。
即为：H M
四、陀螺仪特性的力学解释
根据动量矩定理和赖柴尔定理:
We
2
H
E
H
W
H
E
(C)北纬任意某处
初始时，设主 轴水平指北。
N
N
α
S
T=0
S T=6h
随着地球自转， 主轴指北端与子 午面出现方位偏 角α 。

航海仪器-第1节陀螺罗经


导弹制导
陀螺罗经可以为导弹提供 稳定的航向信息，确保导 弹精确地命中目标。
战略投送
在战略投送过程中，陀螺 罗经能够确保运输机沿预 定航线飞行，准确到达目 的地。
04
陀螺罗经的发展与未来
陀螺罗经的技术发展
陀螺罗经是航海仪器中的重要组成部分，其技术发展经历了多个阶段。最初，陀螺罗经采用机械式结构，利用陀螺仪的定轴 性和进动性来测量地球的自转角速度，从而确定航向。随着技术的发展，陀螺罗经逐渐向电子化和数字化方向发展，提高了 测量精度和稳定性。
02
陀螺罗经的工作原理
陀螺仪的基本原理
陀螺仪的特性
陀螺仪的类型
陀螺仪是一种能够测量或维持方向或 角速度的旋转体，具有稳定的定轴性 和进动性。
根据工作原理和应用场景的不同，陀 螺仪可分为机械式、光学式、激光式、 光纤式等多种类型。
陀螺仪的工作原理
陀螺仪通过高速旋转的转子来抵抗外 力矩的作用，保持自身的轴线方向不 变，从而实现导航和定位的功能。
此外，随着人工智能和大数据技术的不断发展，陀螺罗经将能够通过机器学习和 数据挖掘等技术，不断优化自身的导航算法和数据处理能力，提高导航精度和可 靠性。
陀螺罗经的发展挑战与机遇
虽然陀螺罗经的技术发展已经取得了很大的进展，但仍面临着一些挑战。例如，如何进一步提高导航 精度和稳定性、如何降低成本和提高可靠性等。
然而，随着全球贸易和海上运输的不断增长，航海仪器的市场需求也在不断增加。同时，新技术的发 展也为陀螺罗经的进一步发展提供了机遇。例如，物联网、云计算和5G通信技术的发展为航海仪器提 供了更多的数据来源和应用场景，有助于提高其导航精度和可靠性。
THANKS
感谢观看
航海仪器-第1节陀螺罗经

安许茨系列陀螺罗经资料课件


06
安许茨系列陀螺罗经的发展趋势 与展望
技术创新与进步
陀螺仪技术优化
随着材料科学和微电子技术的进 步，陀螺仪的尺寸不断减小，精
度和稳定性得到提高。
智能化技术应用
人工智能和机器学习技术在陀螺 罗经中得到应用，实现自适应滤
波、故障诊断等功能。
集成化与模块化
将多个传感器集成到一个模块中， 实现多功能一体化，降低系统复 杂性和成本。
检查罗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ完整性
在安装前，仔细检查陀螺罗经 的外观，确保没有损坏或缺陷。
安装底座
根据产品手册，正确安装罗经 的底座，确保稳定性和水平度。
连接电缆与电源
按照说明手册连接必要的电缆 和电源线，确保连接牢固。
调试方法
初步校准
在安装完成后，进行初 步的校准，确保罗经的
基本功能正常。
精度测试
误差修正
维护与保养
陀螺仪部分的主要功能是测量和 保持航向，提供稳定的基准信号
给控制系统。
控制系 统
控制系统是安许茨系列陀螺罗经的指 挥中心，负责接收陀螺仪的信号，计 算出航向变化，并驱动电机调整罗经 的指向。
控制系统的主要功能是根据陀螺仪的 信号计算出航向变化，并驱动电机调 整罗经的指向，以保持航向的准确性。
它由微处理器、控制电路、驱动电路 和执行机构组成。
显示部分
显示部分是安许茨系列陀螺罗经的人机交互界面，负责将航向信息以直观的方式呈 现给操作者。
它由显示屏、显示驱动电路和显示模块组成。
显示部分的主要功能是将航向信息以数字或模拟方式显示出来，便于操作者观察和 操作。
其他组件
安许茨系列陀螺罗经还包括电源、 通信接口、外壳等其他组件。
电源负责提供稳定的能源给整个 罗经系统；通信接口用于与其他 设备进行数据交换；外壳起到保

航海仪器-第1节 陀螺罗经3 安许茨4陀螺罗经


3）传向系统
1. 作用：将主罗经的航向精确地传送到分 罗经、航向记录器等复示航向的仪器 2. 组成：同步发送机、同步接收机（分罗 经或航向记录器）
3. 工作原理：属交流同步式传向系统，基 于自整角机的工作原理
雷达
AIS\VD R\ECDI S等
随动系统与传向系统工作框图:
传向系统 随动系统
航 向 记 录 器
随动系统的技术指标：
（1）随动系统的灵敏度：使随动系统开始工作的 随动球与陀螺球之间的最小失配角。要求不超过0. °1 （2）随动速度：航向正或反转90°所需的时间 （正、反转90°的时间差）。要求在15秒左右， 不大于20秒（时间差不大于4秒）。 （3）振荡次数：罗经方位盘来回振荡的次数。要 求不大于5次
1.主罗经结构
1）灵敏部分
2）随动部分 3）固定部分
整机结构
1）灵敏部分
核心为陀螺球，又称为指北部件,重8.7kg，直径252mm，重 心下移8mm 1．陀螺球结构认识（从外到内）： （1）球壳：由黄铜制成；密封，内充氢气；壳上有电极及 航向刻度盘；球的寿命为20000小时。 （2）双转子结构：产生H，并消除摇摆误差 （3）阻尼器：产生阻尼力矩，实现长轴阻尼 （4）电磁上托线圈：上托聚中；在正常工作温度下自动调 整陀螺球的位置高度 （5）重心下移支架中心8毫米：产生控制力矩 （6）润滑油：陀螺球不能倾斜过度（小于45°） 2.球内部件
双转子:OX轴
上托线圈和支承液体使陀螺球悬浮: OY与OZ 轴 （2）控制设备 （3）阻尼设备 （4）支承方式：液浮＋电磁力定中心
2)．随动部分
核心为随动球，由上下两个铝质半球等组 成。它与陀螺球上下间隙4-8mm，左右 间隙2或4mm，即陀螺球呈中性悬浮。 1．结构组成：随动球 蜘蛛架 中心枢轴 导电环,方位齿轮和罗经方位刻度盘 2．作用：支承灵敏部分；传送航向；向 陀螺球供电
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
返回
A.随动球： (out-sphere)
返回
B.中心导杆和蜘蛛架： （net of outer sphere and spider legs）
电刷 中心导杆
蜘蛛架
返回
三相电流走向：
❖汇电环— ❖中心导杆— ❖导电螺钉— ❖随动球电极— ❖支撑液体— ❖陀螺球电极
返回
汇电环
上半球 导电螺钉
下半球
第三节 陀螺罗经结构与电路
3.1安许茨系列陀螺罗经
CAPT.L
3.1安许茨系列陀螺罗经
3.1.1 概 述 一 、 安许茨系列典型产品
安许茨系列：（ANSCHUTZ-德国） 标准IV、4、6、14、20、22型
普拉特：（PLATH-德国） 北辰（日本） 航海I型（中国）
PLATH-C型
CMZ-300、CMZ-500、 CMZ-700型
返回
返回
返回
单选题 1分
1、罗经的组成设备主要有____。
A 主罗经和分罗经 B 电源设备 C 航向记录器和报警设备 D A+B+C
提交
单选题 1分
2、安许茨4 型陀螺罗经支承陀螺球是采用____ 方式。
A 液浮 B 液浮和导向轴承 C 液浮和电磁上托线圈 D 液浮和扭丝支承
提交
第三节 陀螺罗经结构与电路
垂直轴阻尼 力矩
v1
贮液缸南北轴 陀螺球主轴
Ｍ‘
v1 u2
v2
v2 u3
四、传向系统： （直流步进式）
•组成：步进发送器、开关电路和步进接收器 。
齿轮传动
方位 随动电机
步进 发送器
开关电路
步进接收器 （分罗经）
•步进精度：1/6度。
1.灵敏部分：
•陀螺球 •浮动平衡环 •水平扭丝及垂直扭丝
陀 螺 球 结 构 图
❖利用液体连通器产生水平轴 控制力矩；陀螺房西侧阻尼重 物产生垂直轴阻尼力矩。
❖采用静止逆变器提供陀螺三相 电，内补偿法消除速、纬误差。
❖罗经小型化，可实现快速启动。
三、斯伯利37罗经的整套设备组成：
速纬误差 补偿器
主罗经
电子控制器
发送器箱
3.2.2 斯伯利37型主罗经结构
主罗经组成： •灵敏部分（Sensitive element) •随动部分（Follow-up element) •固定部分（Fixed element)
E形变压器
陀螺球
方位电机
•随动变压器(随动信号敏感元件）：
垂直环西侧 陀螺球西侧
2、斯伯利 MK37 传向系统： 直流步进式 光电步进式发送器、控制电路、步进式分罗经
三、37型罗经方式转换开关(Mode switch)的使用：
1.旋转（slew）：允许主罗经刻度盘在
陀螺马达未加电时旋转。
工 作
•作用：将船电变换成26V400HZ的 陀螺三相电及50V直流电源。 •组成：变流机、变压器（含整流器） 和电源开关。
二、随动系统：
MK10型罗经有方位和倾斜两套随动系统 ，可以在方位和高度上同时跟踪陀螺球。
陀螺球 （电磁铁）
倾斜放大器 方位放大器
倾斜电机 方位电机
看结构图
贮液缸 （8字线圈）
倾斜平衡环 方位平衡环
倾斜齿轮 方位齿轮
•随动信号测量装置：
8字型敏感线圈和电磁铁
电磁铁
8字型线圈（贮 液缸南北轴内壁 处）
三、控制力矩和阻尼力矩的产生
•电磁摆及摆信号
u0
•电磁摆可敏感出贮液缸相对于水平面的倾角。
摆
倾斜放大器
信
号
方位放大器
看结构图
倾斜 电机
水平扭丝 受扭
水平轴控制 力矩
方位 电机
垂直扭丝 受扭
Ｍ
二 、 安许茨系列罗经主要共性：
❖灵敏部分为双转子陀螺球、 采用液浮和辅助支承；
❖利用陀螺球重心下移产生水 平轴控制力矩；
❖利用液体阻尼器产生水 平轴阻尼力矩。
三、安许茨4型罗经的整套设备组成：
3.1.2 安许茨4型罗经主罗经结构
主罗经组成： 灵敏部分（Sensitive element) 随动部分（Follow-up element) 固定部分（Fixed element)
A 产生控制力矩 B 产生阻尼力矩 C A和B都对 D A和B都错
提交
单选题 1分
4、斯伯利MK 37型罗经用以产生和传递随动信 号的元件是____。
A 信号电桥 B 8字型线圈和电磁铁 C E型变压器和衔铁 D 电磁摆
提交
一、灵敏部分：
1.陀螺球(Gyrosphere)
•陀螺马达三相电-115V400HZ •转速12000转/分 •动量矩指南
A 阿玛—勃朗10型 B 斯伯利37型 C 斯伯利37型，阿玛—勃朗10型 D 安许茨4型
提交
•方位齿轮 •方位随动电机
返回
3.固定部分 由罗经底座、罗经箱、和罗经底座
的附属部件组成。
刻度盘 罗经底座
罗经底座附件
罗经箱 贮液缸
返回
单选题 1分
5、 阿玛—勃朗型罗经采取____方法，获得控制 力矩。
A 重心下移 B 安装水银器 C 加电磁力矩 D 偏西加重物
提交
单选题 1分
6、陀螺球采用扭丝加液浮支承方式的罗经是____。
•铝制密封球体 •八块配重 •随动变压器
2.垂直环(Vertical ring)
3.液体连通器(liquid ballistic)
叉形随 动环
（E）
垂直环
随动变 压器
（W ）
液体连 通器
返回
二、随动部分(follow-up element)
返回
二、随动部分(follow-up element)
•陀螺球的支撑（氟油液浮和金属扭丝组合支撑）
•金属扭丝的作用：
➢无摩擦支撑，构成水平轴和垂 直轴。
➢固定陀螺球的中心。
➢水平扭丝产生水平轴（控制和 校正）力矩；垂直轴扭丝产生垂 直轴（阻尼和校正）力矩。
返回
2.随动部分：
•方位刻度盘 •贮液缸 •倾斜平衡环 •倾斜齿轮 •倾斜随动电机
•方位平衡环
3.2斯伯利系列陀螺罗经 CAPT.L
3.2斯伯利系列陀螺罗经
3.2.1 概 述 一 、斯伯利系列典型产品
•斯伯利：SPERRY-美国 MK14、MK20、
MK37、MK-II
•TG系列：日本
ES-11、ES110、 TG-100、TG-5000
二 、 斯伯利系列罗经主要共性：
❖灵敏部分为单转子陀螺球， 采用液浮和轴承辅助支承；
中心导杆 蜘蛛架
C.方位刻度盘与齿轮：
刻度盘
方位电机
方位齿轮
返回
固定部分（fixed element）：
组成：贮液缸、罗经桌 、平衡环系统、罗经箱
结束
陀 螺 马 达
返回
液 体 阻 尼 器
返回
电
磁
上
托
线
圈
润
滑
油
返回
陀 螺 球
返回
灯 型 支 架
返回
电刷 中心导杆
蜘蛛架
返回
返回
返回
返回
2.启动（start）：给陀螺马达通三相电
方 3.自动校平（auto-level）：自动地将陀
式 螺球主轴校平。
转 换 开
4.运转（run）：罗经处于正常工作状 态。
关 5.手动校平（manual-level）：在陀螺
马达已正常运转时旋转刻度盘。
结束
单选题 1分
3、斯伯利37型罗经的液体连通器的作用是____。
二 电控罗经的工作原理:
垂直轴
Z
力矩器
电磁摆
Y
转子 内环 外环
水平轴 力矩器
•动量矩指北
•电磁摆产生摆信号;
•摆信号放大后分别送至 水平及垂直轴力矩器,产 生水平轴控制力矩及垂直 轴阻尼力矩。
3.3.2 阿玛-勃朗型罗经主罗经结构 灵敏部分 随动部分 固定部分
3.3.3 电路系统
一、电源系统：
3.2.3 电路系统
一、电源系统：
船电
整流 稳压电路
24V直流
调谐 稳压电路
115V400HZ
分相电路
115V400HZ
（电源系统方框图）
二、随动及传向系统：
陀螺球 （衔铁）
随动放大器
方位电机
垂直环 （E形铁芯）
叉形随动环
方位齿轮
步进式 分罗经
控制电路
步进发送器
1、斯伯利 随动系统：
衔铁
放大器
灵敏部分（陀螺球-gyrosphere）：
1.球 壳：
绝缘硬橡胶顶电极Leabharlann 电底电极极
赤道电极
随动电极
航向刻度
2.球内部件：
陀螺马达 灯型支架 液体阻尼器 电磁上托线圈
返回
随动部分：
1.组成： 随动球、中心导杆、蜘蛛架、
汇电环、方位齿轮和方位刻度盘。
2.作用： 跟踪陀螺球航向，在刻度盘上 指示航向，并给陀螺球供电。
方位齿轮
叉形 随动 环
方位电机
方位放大 随动变器 压器
三、固定部分(fixed element)
返回
第三节 陀螺罗经结构与电路
3.3阿玛—勃朗系列陀螺罗经
CAPT.L
3.3阿玛—勃朗系列陀螺罗经
3.3.1 概 述 一 阿玛勃朗系列典型产品(属电控罗经)
•阿玛勃朗MKIC、MK4C、MK10型
•SGB1000型