阿玛勃朗陀螺罗经

1、阿玛勃朗陀螺罗经二组1.研究背景随着当今海上经济，军事的发展，船舶在海上的航路错综复杂，因此对导航仪器的要求大大提高，如何提高电磁控制罗经的精确性？我们就必须对电磁控制式罗经的原理，使用，维护和保养加以学习和研究。2.电磁控制式陀螺罗经2.1 2.1 电磁控制式陀螺基本结构电磁控制式陀螺基本结构 平衡陀螺仪（三个自由度）平衡陀螺仪（三个自由度） 电磁摆电磁摆 放大器放大器 力矩器力矩器电磁摆水平轴力矩器垂直轴力矩器2.2 电磁控制式陀螺基本原理控制力矩控制力矩水平轴水平轴MY=-KY 阻尼力矩阻尼力矩垂直轴垂直轴MZ =KZ 当主轴高度角存在时当主轴高度角存在时,电磁摆输出摆信号电磁摆输出摆信

2、号,经放大器放大后经放大器放大后,驱动驱动力矩器产生水平轴和垂直轴力矩力矩器产生水平轴和垂直轴力矩,控制主轴找北并指北控制主轴找北并指北.2.3 数学分析z1y2)()(KHKH当陀螺球处于稳定位置时，当陀螺球处于稳定位置时，则有：此时，令, 0rr陀螺主轴稳定点：陀螺主轴稳定点：y2yzKHtgKKrr纬度误差纬度误差1、阻尼因数f = n/ n+1dke2、阻尼周期2z1yd442KHKHTD3. 3. 阿玛阿玛勃朗勃朗MK10MK10型罗经型罗经概述工作原理技术性能罗经结构电路系统阿玛勃朗型陀螺罗经属于电磁控制式罗经，是陀螺罗经三大系列产品之一。1.由美国阿玛公司和英国勃朗公司联合研制的

3、。 最初为陆用车辆设计，改进被应用于船舶。2.早期有两种： 热形工作的情况下，支承液体呈液态； 不工作的情况下，支承液体呈固态。 冷形支承液体呈液态。后来均改进为冷形。3.1 概述概述整套阿玛勃朗整套阿玛勃朗MK10型型陀螺罗经的组成图陀螺罗经的组成图3.2 工作原理工作原理（1）动量矩指北）动量矩指北（2）电磁摆产生摆信号）电磁摆产生摆信号（3）摆信号放大后分别送）摆信号放大后分别送至水平及垂直轴力矩器至水平及垂直轴力矩器,产产生水平轴控制力矩及垂直生水平轴控制力矩及垂直轴阻尼力矩。轴阻尼力矩。3.3 3.3 技术性能技术性能在恒速恒向航行条件下，其指向误差小于0.75；罗经工作电源为26V

4、/400Hz 的三相交流电和35V直流电；主罗经正常工作的环境温度为0 55C；适用纬度为80N 80S；适用航速为0 60kn；快速启动时，若陀螺球主轴（主罗经刻度盘“0”）偏北小于10，约40min可稳定指北（误差小于0.5）；一般启动时间不超过6h；陀螺球寿命约40000h；最多可以带20个分罗经。3.4 3.4 罗经结构罗经结构灵敏部分灵敏部分随动部分随动部分固定部分固定部分（1）灵敏部分灵敏部分由陀螺球，浮动平衡环，水平扭丝及垂直扭丝组成。金属扭丝金属扭丝1.1.水平扭丝水平扭丝（1 1）可看作无磨擦的轴承支承，构成陀螺球的水平轴；）可看作无磨擦的轴承支承，构成陀螺球的水平轴；（2

5、2）用来在浮动平衡环内定陀螺球的中心位置；）用来在浮动平衡环内定陀螺球的中心位置；（3 3）受扭产生控制力距）受扭产生控制力距水平轴力矩水平轴力矩M MY Y。2.2.垂直扭丝垂直扭丝（1 1）可看作无磨擦的轴承支承，构成陀螺球的垂直轴；）可看作无磨擦的轴承支承，构成陀螺球的垂直轴；（2 2）用来对陀螺球与浮动平衡环在贮液缸内定中心位置；）用来对陀螺球与浮动平衡环在贮液缸内定中心位置；（3 3）受扭产生阻尼力距）受扭产生阻尼力距M MZ Z，起垂直轴力矩器作用。，起垂直轴力矩器作用。陀螺球结构图陀螺球结构图（2 2）随动部分：）随动部分：贮液缸贮液缸倾斜平衡环倾斜平衡环方位齿轮方位齿轮倾斜随动

6、电机倾斜随动电机方位平衡环方位平衡环方位随动电机方位随动电机方位刻度盘方位刻度盘倾斜齿轮倾斜齿轮13:56:12（3）固定部分）固定部分 由罗经底座、罗经箱、和罗经底由罗经底座、罗经箱、和罗经底座的附属部件组成。（见教材）座的附属部件组成。（见教材）罗经底座罗经底座罗经箱罗经箱罗经底座附件罗经底座附件刻度盘刻度盘贮液缸贮液缸3.5 3.5 电路系统电路系统阿玛勃朗阿玛勃朗MK10MK10型罗经电路系统主要由型罗经电路系统主要由电源系统，电源系统，随动系统，传向系统随动系统，传向系统，信号控制电路，信号控制电路和和速纬误差速纬误差校正电路校正电路组成。组成。(1)(1)电源系统：电源系统：作用：

7、将船电变换成作用：将船电变换成26V400HZ26V400HZ的陀螺三相电及的陀螺三相电及50V50V直流电源。直流电源。组成：变流机、变压器（含整流器）和电源开关。组成：变流机、变压器（含整流器）和电源开关。(2)(2)随动系统：随动系统： 倾斜随动系统倾斜随动系统 方位随动系统方位随动系统系统由信号测量装置、电磁摆、放大器、随动电机等组成。系统由信号测量装置、电磁摆、放大器、随动电机等组成。8字型线圈字型线圈（贮液缸南（贮液缸南北轴内壁处）北轴内壁处）电磁铁电磁铁8字型敏感线圈和电磁铁字型敏感线圈和电磁铁信号测量装置信号测量装置电磁摆产生电磁摆信号用以产生控制力矩和阻尼力矩安装在贮液缸顶部

8、偏东一侧水平时，无摆信号输出倾斜时，摆锤偏移，有摆信号输出倾斜放大器倾斜放大器倾斜倾斜电机电机方位方位电机电机方位放大器方位放大器水平扭丝水平扭丝受扭受扭 摆信号摆信号垂直扭丝垂直扭丝受扭受扭水平轴控水平轴控制力矩制力矩垂直轴阻垂直轴阻尼力矩尼力矩电磁摆输出的摆信号是可以控制水平和垂直扭丝，产生控电磁摆输出的摆信号是可以控制水平和垂直扭丝，产生控制力矩和阻尼力矩，使陀螺球主轴自动找北。制力矩和阻尼力矩，使陀螺球主轴自动找北。摆信号系统摆信号系统随动系统随动系统陀螺球陀螺球（电磁铁）（电磁铁）倾斜放大器倾斜放大器方位放大器方位放大器倾斜电机倾斜电机方位电机方位电机贮液缸贮液缸（8字线圈）字线圈）

9、倾斜平衡环倾斜平衡环方位平衡环方位平衡环倾斜齿轮倾斜齿轮方位齿轮方位齿轮方位随动系统驱动方位平衡环，使贮液缸在方位运动上跟方位随动系统驱动方位平衡环，使贮液缸在方位运动上跟踪陀螺球运动踪陀螺球运动；倾斜随动系统驱动倾斜平衡环使贮液缸在倾斜方向上跟踪倾斜随动系统驱动倾斜平衡环使贮液缸在倾斜方向上跟踪陀螺球。陀螺球。4. SGB10004. SGB1000型陀螺罗经型陀螺罗经勃朗公司的勃朗公司的SGB1000SGB1000型陀螺罗经是基于阿玛型陀螺罗经是基于阿玛- -勃朗勃朗10 10 陀陀螺罗经基础上研制出的新型产品。与阿玛螺罗经基础上研制出的新型产品。与阿玛- -勃朗勃朗1010型相型相比在主

10、罗经的灵敏部分和随动系统的结构上基本相同，比在主罗经的灵敏部分和随动系统的结构上基本相同，其工作原理和所达到的技术性能也完全一样。其工作原理和所达到的技术性能也完全一样。4.1 SGB10004.1 SGB1000型陀螺罗经与阿玛勃朗型陀螺罗经与阿玛勃朗MK10MK10型罗经区别型罗经区别: :（1 1）主罗经的外形也是一个方形，灵敏部分）主罗经的外形也是一个方形，灵敏部分位于箱体的左侧位于箱体的左侧 右侧是电子控制组件。右侧是电子控制组件。 （2 2）罗经电源采用逆变器替代变流机）罗经电源采用逆变器替代变流机（3）采用光电编码器输出的）采用光电编码器输出的数字航向信号替代步进发送器数字航向信

11、号替代步进发送器直接输出的模拟航向信号；设直接输出的模拟航向信号；设置了自动启动程序，使罗经的置了自动启动程序，使罗经的启动和船电短时间断电恢复后启动和船电短时间断电恢复后的重新启动均能自动完成的重新启动均能自动完成4.2 4.2 勃朗系列陀螺罗经的操作使用勃朗系列陀螺罗经的操作使用（1）检查船电是否正常；）检查船电是否正常；（2）接通电源箱上的电源开关，电源指示灯亮。调节其亮）接通电源箱上的电源开关，电源指示灯亮。调节其亮度。电源开关接通后，所有的复示仪器亦进入工作状态。度。电源开关接通后，所有的复示仪器亦进入工作状态。（3）检查主罗经控制面板上的电源指示灯是否亮，若亮则表示电源）检查主罗经

12、控制面板上的电源指示灯是否亮，若亮则表示电源已输至主罗经，等待已输至主罗经，等待10 min，待陀螺马达达到额定转速，随动系统自，待陀螺马达达到额定转速，随动系统自动投入工作。此时需将电源故障报警器上的开关接通后，方可进行下动投入工作。此时需将电源故障报警器上的开关接通后，方可进行下述操作。述操作。（4）按下旋转按钮（）按下旋转按钮（SLEW）并转动旋转速率控钮（）并转动旋转速率控钮（RATE），使主），使主罗经方位刻度盘指示尽可能接近真航向。顺时针转动旋转速率控钮，罗经方位刻度盘指示尽可能接近真航向。顺时针转动旋转速率控钮，罗经航向读数增大；逆时针转动航向读数减小。当达到真航向时，必罗经航向

13、读数增大；逆时针转动航向读数减小。当达到真航向时，必须注意将旋转速率控钮转回到其中心位置上后，方可松开旋转按钮；须注意将旋转速率控钮转回到其中心位置上后，方可松开旋转按钮；将速度误差校正旋钮置于与航速相应的位置上（与航速相差不超过将速度误差校正旋钮置于与航速相应的位置上（与航速相差不超过5 kn），船静止时应将旋钮置于零。），船静止时应将旋钮置于零。（5）将纬度误差校正旋钮置于船舶航行纬度上（与船舶所）将纬度误差校正旋钮置于船舶航行纬度上（与船舶所在纬度相差不超过在纬度相差不超过5）。）。（6）根据需要转动照明灯旋钮，调节主罗经方位刻度盘照）根据需要转动照明灯旋钮，调节主罗经方位刻度盘照明灯的亮度。明灯的亮度。（7）检查所有的复示仪器，如需要可重新匹配校准）检查所有的复示仪器，如需要可重新匹配校准。电磁控制式罗经利用电磁摆和水平力矩器，垂直力矩器所组成的电磁控制