专利名称：陀螺寻北仪陀螺马达供电装置及陀螺寻北仪结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种惯性仪器的供电装置，特别是悬吊摆式陀螺寻北仪无导流丝 的陀螺马达供电装置，所述供电装置以具有瞬时充电功能和超长寿命的超级电容代替电 池。
背景技术：
摆式陀螺寻北仪是一个自由悬挂的陀螺摆，通常由一根恒弹性合金制作的金属吊 丝悬挂一个内部安装有陀螺马达的陀螺房体，构成一个受重力约束而没有其他悬挂摩擦的 “自由陀螺”。在地球自转水平分量的作用下陀螺马达自转轴具有趋向当地子午线方向的能 力，因此又称为子午陀螺或陀螺罗盘。为了给陀螺马达供电，通常需要由特殊合金制作的多 根柔性导流丝将外部电源输送给陀螺房内部的陀螺马达驱动电路。复杂的导流丝输电装置 不可避免的构成陀螺摆的另一个“约束”，形成干扰力矩并造成寻北误差。此外，陀螺马达工 作时，导流丝成为载流导线与周围磁场相互作用形成另一种干扰力矩。除去干扰力矩之外， 导流丝输电装置电阻的存在限制了陀螺马达起动电流也即限制了陀螺马达的快速起动。为 此一些系统采用并联短路环以加大起动电流。为了避免使用导流丝装置，有些系统将陀螺 马达驱动电路及其供电电池直接安装在陀螺房内。电池需要定期充电，每次充电时间需要 数小时之久，特别是由于电池寿命问题要求3 4年更换一次电池。陀螺房是寻北仪的核 心部件电池更换工作十分复杂必须返厂进行，有的厂家在国外则需要定期出国返厂，电池 更换之后还需要一系列系统重新检测过程。
实用新型内容为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能快速充电、使用寿命长的 陀螺寻北仪陀螺马达供电装置。为了达到上述目的，本实用新型的陀螺寻北仪陀螺马达供电装置，包括设置在陀 螺寻北仪的陀螺房内部的超级电容，所述超级电容包括正、负极，所述正、负极分别通过一 对触点开关与外部电源的正、负极连接。特别是，所述超级电容的正、负极分别对应连接陀螺寻北仪陀螺马达的驱动电路 板的正、负极引线。上述的结构，这种的陀螺马达工作特点是，除去陀螺马达起动过程为大功耗状态 之外，寻北测量时则为低功耗状态，寻北测量时间不超过10分钟。此外，由于陀螺马达不允 许在陀螺房自由悬挂状态下起动，也即只能在锁定状态下起动，这就允许利用短路触点和 外电源连接进行快速大功率起动，同时对陀螺房内的超级电容进行快速充电。超级电容又 称为电容电池，能够在短时间内完成充电过程，无需单独设置每次数小时的充电过程。超级 电容能够反复使用数十万次，使用寿命远长于陀螺寻马达的寿命，通常情况下不需要更换 超级电容，因此可称为“无限”使用寿命的电池。为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种使用方便、维护简捷的陀螺寻北仪供电装置。为了达到上述目的，本实用新型的陀螺寻北仪，包括陀螺房、设置在所述陀螺房内 的陀螺马达、驱动所述陀螺马达转动的驱动电路板及供电装置，所述驱动电路板连接所述 供电装置及陀螺马达，所述的供电装置为超级电容，所述超级电容包括正、负极，在陀螺房 壳体上设置一对用来与外部电源的正、负极连接的充电触点，所述触点分别连接上述超级 电容的正、负极，所述超级电容的正、负极分别对应连接所述驱动电路板的正、负极引线。所述的陀螺房外设置有用于陀螺指北力矩测量的力矩器，所述力矩器包括力矩器 线圈，所述力矩器线圈的激励电路设置在所述驱动电路板上。特别是，还包括与所述陀螺房相适配的锁放机构，所述锁放机构上对应设置有与 所述充电触点相配合的电源触点，所述电源触点分别连接所述外部电源的正、负极。进一步地，还包括控制和监测所述陀螺马达运行状态以及力矩器线圈激励电流的 无线通讯监控器。上述的结构，由于供电装置采用超级电容电池，省去了多根柔性导流丝与外部电 源的连接，避免了柔性导流丝形成的干扰力矩造成的寻北误差以及导流丝电阻限制最大启 动电流等问题的发生，同时，也避免了那些采用在陀螺房内安装电池为陀螺马达供电的陀 螺寻北仪，由于电池使用寿命短带来的定期更换工作以及由于电池必须设置充电过程而带 来的每次数小时的充电工作。
图1为本实用新型的陀螺寻北仪结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所示，本实用新型的陀螺寻北仪陀螺马达供电装置，包括设置在陀螺寻北 仪的陀螺房内部的超级电容，所述超级电容包括正、负极，所述正、负极分别通过一对触点 开关与外部电源的正、负极连接。所述超级电容的正、负极分别对应连接陀螺寻北仪陀螺马 达的驱动电路板的正、负极弓I线。本实用新型的陀螺寻北仪，如图1所示，包括陀螺房2，所述的陀螺房2外设置力 矩器线圈9和悬带10，所述陀螺寻北仪通过悬带10悬吊在固定支架11上，陀螺房分为上 下两部分，其中陀螺房内设有陀螺马达1，陀螺房内设有驱动电路板7及超级电容6，所述超 级电容包括正极、负极，所述正、负极分别连接设置在陀螺房壳体上的充电触点61、62，所述 充电触点61、62与所述陀螺房壳体之间绝缘。还包括与所述陀螺房相适配的锁放机构5， 锁放机构与陀螺房之间通过机械结构实现对陀螺房的锁定或开锁，所述锁放机构5上设置 电源触点51、52，电源触点51、52与外部电源4的正、负极连接，所述外部电源4设置有开 关40，所述超级电容的正、负极分别对应连接驱动电路板7的正极引线63、负极引线64，所 述正、负极引线连接所述驱动电路板7。所述的陀螺房外设置力矩器线圈，驱动电路板7包 括用于驱动陀螺马达1转动的驱动电路71及力矩器线圈9的激励电路72。电源触点51、 52随所述陀螺房锁定而分别对应与充电触点61、62相接触与所述超级电容正、负极连接， 所述充电触点51、52分别连接所述外部电源的正、负极。[0017]还包括控制和监测所述陀螺马达运行状态以及力矩器线圈激励电流的无线通讯 监控器。工作程序如下陀螺房被所述锁放机构锁定，外部电源4通过触点开关与所述超 级电容正负极接触，闭合开关40，由外部电源向驱动电路板供电，同时超级电容完成充电， 由于外部电源和触点开关能够提供大电流快速启动陀螺马达转动，陀螺马达转速达到同步 转速后，锁放机构开锁，同时充电触点61、62与电源触点51、52脱离接触，超级电容开始为 驱动电路板供电。陀螺马达的启动过程通常为数十秒，而通常情况下完成超级电容的充电 过程仅需要数秒，因此，在利用外部电源启动陀螺马达的时间内足以完成超级电容充电过 程。陀螺寻北仪寻北测量结束后，锁放机构锁定陀螺房，陀螺马达进入制动程序，并快速停 转。由于力矩器激励电路设置在驱动电路板上，因此也通过超级电容为该激励电路供电。本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上做任何变化，凡是利 用上述的陀螺寻北仪陀螺马达供电装置及陀螺寻北仪都是本实用新型的一种变形，均应认 为落在本实用新型保护范围之内。
权利要求一种陀螺寻北仪陀螺马达供电装置，其特征在于，包括设置在陀螺寻北仪的陀螺房内部的超级电容，所述超级电容包括正、负极，所述正、负极分别通过一对触点开关与外部电源的正、负极连接。
2.如权利要求1所述的陀螺寻北仪陀螺马达供电装置，其特征在于，所述超级电容的 正、负极分别对应连接陀螺寻北仪陀螺马达的驱动电路板的正、负极引线。
3.一种陀螺寻北仪结构，包括陀螺房、设置在所述陀螺房内的陀螺马达、驱动所述陀螺 马达转动的驱动电路板及供电装置，所述驱动电路板连接所述供电装置及陀螺马达，所述 的供电装置为超级电容，所述超级电容包括正、负极，在陀螺房壳体上设置一对用来与外部 电源的正、负极连接的充电触点，所述触点分别连接所述正、负极，所述超级电容的正、负极 分别对应连接所述驱动电路板的正、负极弓I线。
4.如权利要求3所述的陀螺寻北仪结构，其特征在于，所述的陀螺房外设置有用于陀 螺指北力矩测量的力矩器，所述力矩器包括力矩器线圈，所述力矩器线圈的激励电路设置 在所述驱动电路板上。
5.如权利要求4所述的陀螺寻北仪结构，其特征在于，还包括与所述陀螺房相适配的 锁放机构，所述锁放机构上对应设置有与所述充电触点相配合的电源触点，所述电源触点 分别连接所述外部电源的正、负极。
6.如权利要求5所述的陀螺寻北仪结构，其特征在于，还包括控制和监测所述陀螺马 达运行状态以及力矩器线圈激励电流的无线通讯监控器。
专利摘要本实用新型公开了一种陀螺寻北仪，或称陀螺经纬仪的陀螺马达供电装置及寻北仪的相应结构。供电装置包括设置在陀螺房内的超级电容或称电容电池的正、负极分别通过一对触点开关与外部电源的正负极连接。上述结构省去了多根与陀螺房外电路相连接的导流丝；而对于那些采用陀螺房内直接安装供电电池的供电装置则避免了定期更换电池问题。超级电容具有瞬间充电功能因此在陀螺马达利用外部电源快速启动的同时即可完成充电而无需单独安排每次数小时的充电时间。
文档编号G01C19/00GK201699452SQ20102023272
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者余祖荫 申请人:余祖荫