美军C130运输机陀螺仪拆解

包弟

出门闲溜达捡了个铁疙瘩，就这玩意儿

据说是美军大力神运输机的垂直陀螺仪，就这货的陀螺仪




整个宝贝挺重，全是洋码子，印的Gyroscope vertical，SR 1270应该是型号，厂家LEAR incorporate，

1962年5月25号生产的，那时候我爷还在打螺丝，厂家还贴心的标了飞行方向。
这玩意儿外面光溜溜，没有一颗螺钉，这里有个锥锥，刮开表漆软软的，感觉像焊锡一样，烙铁能捋掉，拿镊子戳进去，冒出一股不明气体，无色无味的，应该是密封了

顺着中间鼓起来的可以扯下来一圈铜皮，像涂的焊锡，但是焊锡怎么能附着在铝上面呢？反正扯下来费老大劲了

然后就可以拉开了，第一次见这种机械陀螺仪，除了老大一股陈年金属味儿外，十分具有机械美感，



外面铝壳子里面铁壳子，一个sprague的3腿陈年老电容，0.47uF，250V，也不知道引脚定义，还有没有容量；假设无极性，足容量，一个接线柱一样的玩意，中间一个滑环，旁边一个不知道什么东西拧了2颗螺丝，

还有个古董级二极管1N342，拧螺丝的那种，手册看起来也很古老。

另一头简单点，一个同型号的sprague3腿大电容，也有一个滑环，还有一个伸到里面的750ohm电阻


里面2个转动部件，最里面的陀螺转子封闭起来了，摸不着，中间的保持架转动很顺滑，外面的保持架感觉什么东西卡着在，摩擦力很大。

现在不知道里面怎么连线，资料也没得，所以不敢通电，只外壳上看得见115V，然后美军飞机大多是115V400Hz的交流电。
改天把里面拆了，理个原理图出来研究研究。。。
今天继续：根据库存编码，可以在北约军事装备库存系统里面查到说明，(注：系统对我等平民开放)

标注了尺寸信息6.812 x4.843x4.812英寸，转换成厘米17x12x12厘米，2轴，也就是俯仰轴和横滚轴，垂直陀螺仪就是测俯仰和横滚角度的，反馈给控制系统实现自动驾驶，横滚轴测量角度不限，允许飞机360旋转，俯仰轴只能测82°，也就是说C130可以以 82°姿态俯冲，滚转随便滚，有点刺激哈。同步输出115V外部激励11.5V暂时没搞懂。供电果然是3相400Hz115V，制造商登记的是GE Aviation Systems LLC，这不是通用电气吗，壳子上又印的LEAR公司，难不成是通用电气外包给LEAR做的？只有这些信息，找不到接线图，只能上才艺了；上次有坛友吐槽我拍照不行，这次拍美一点

开盖，最显眼的那个线圈是俯仰校正线圈，和横滚转子耦合，驱动横滚转子，校正陀螺转子俯仰轴保持水平，校正俯仰轴需要驱动横滚轴是因为陀螺力矩超前驱动力矩90°，线圈接线图如下

线圈里面分成2组串联，公共端接到交流电的一端，2组线圈电流同相位时不产生作用力，有相位差时转子转动，转动方向取决于相差的正负。
。轴承来自BARDEN，成立于1942年，二战打得正恼火的时候，


刹车线圈断电的时候顶住横滚转子，防止断电后进入死锁状态，造成无法启动；还可以防止运输的转动损坏转子。


之前转不动应该就是未通电时处于刹车状态造成的。
取出整个转子，基本上全是铁，相当有分量，奇怪的是转子壳子是2个半球用4个大力弹簧夹紧的。



转子包括3个活动部件，横滚保持架、俯仰保持架和中心转子，中心转子由115V400Hz3相电驱动，转速几万转左右，只有这用到3相电。


可以看到俯仰保持架上也有一个校正线圈，同样是利用陀螺力矩校正横滚轴水平的。这里能看到2个保持架上各有一个水平传感器，由一个装了电解液的玻璃管构成，有点像工地用的水平泡，如下图所示


里面有3个电极，水平泡在中间时，2边电阻相等，倾斜时，电解液多的一边电阻小，相当于串联RL电路通过电阻改变电流相位，和校正电机一起形成闭环控制回路。
为了了解控制特性，把控制框图画出来：

这里面的余弦项是考虑陀螺转子不水平时，陀螺力矩会打折扣。可以发现这是一个精妙绝伦的设计，只要通上电，陀螺转子就会自动跟踪水平泡，simulink仿真一下看看

精心设置转动惯量和陀螺转子加速曲线可以得到这种衰减振荡并收敛的效果。
一对俯仰同步线圈：

俯仰同步线圈和滚转同步线圈一样，在驱动侧通交流电产生磁场，感应侧线圈产生感应电压，电压幅度和俯仰或横滚角度有关，所以测量感应电压就知道俯仰和横滚角度了。
梳理连线图，好在里面没有芯片，那时候有单片机吗？捋出来这样子

又一幅美丽的连线图！刹车线圈、校正线圈、同步线圈陀螺转子都在图里面了，里面有个2腿器件不知道是啥，用玻璃纸包起来的，


下期先DIY个电源，看看转起来的效果。


DIY电源，争取手上有啥元件就用啥，方案ZVS应该可以，而且元件少，升压比高，随便一个可调电源都能升到好几百伏，以前没玩明白，这次又玩它，MOS管有几个IRF5340N残料，电容也有几个大CBB，不够可以拆水塔抽水机的，电阻也好办，以前买了几个330UH的电感不够用，可以从洗衣机电机驱动板里面拆。
最后效果比较好的电路长这样：

凑合着看。降低频率不能只靠大电容，否则空载电流能达到7，8A；又在LC回路中串了8个电感镇流才把空载电流降到1.5A左右，家里大电感太稀缺了，只好把大充电器的EMC电感也拆了用，铜线细的还不行，因为振荡电压有效值要达到115V，震荡电流很大的，细线电感一会儿就冒烟了。接通30V电源，空载电流1.5A，已经减到极小了。
振荡波形很nice，只是电压幅度太低了，有效值只有64.7V，将就能用


单相电驱动3相电机可以往另一相上串个1uf的安规电容就行。

俯仰校正线圈和横滚校正线圈是串联的，直接一头一尾（18，19端子）接单相电驱动即可：

完整视频连接bilibili：【美军飞机陀螺仪研究】

hexuemeng

利害坛上什么东西都有人弄得到

hongo

是在阿富汗溜达吗？

gu_572101993

这是啥，1962年的货。

zsljm

什么东西都弄得到

zjhchp

高级货呀！

哟内1

b站有博主拆过一个陀螺仪，那个需要专用发电机供电

cba828282

美的核心科技呀

hyxhhh826

这个厉害了   做工相当牛啊啊

dragonkyo

这个厉害！外表无奇，内有乾坤，多谢楼主分享！

cooleaf

当年就是顶牛的货呀，现在这技术已经非常落后了

开心的果

它的外尺寸是多少？

有点不烧

经久耐用，这才是好产品。

11651189

我看不懂内部，比较关心在哪儿捡的。

yylvls

楼主是在某大学校园里溜达捡的么，普通地方可捡不到这个
B站硬核拆解UP主拆过类似的这个，这是三项供电的，启动电流还很大。里面好像是抽真空的，断电之后有的还能持续转半个小时。

Stan-Wancy

涨见识了，还能看到这玩意

榕小榕

东西不错，被拍照技术毁了

猪小呆

陀螺仪是干什么用的？

feng7293789

漏出的气体是什么？

邪恶海盗

猪小呆 发表于 2024-7-27 08:55
陀螺仪是干什么用的？

搜索一下就知道了吧?

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