單軸轉臺的製作方法
2023-09-27 06:41:15
專利名稱：單軸轉臺的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單軸轉臺，主要用於教學上，也可用於工業，例如用於模擬飛行器的空間姿態運動，陀螺標定，對慣性器件進行置和速率等的測試等。
背景技術：
現有的單軸轉臺的結構複雜，特別是其控制裝置都是大型的控制櫃，使用和攜帶起來都不方便；更不適合應用在教學上。
發明內容本實用新型旨在提供一種單軸轉臺，以解決現有技術存在的結構複雜，其控制裝置體積大，使用和攜帶不方便，更不適合應用在教學上的問題。本實用新型的技術方案是一種單軸轉臺，包括轉臺臺體和控制器，控制器的輸入端和輸出端分別與轉臺臺體的旋轉變壓器和電機連接，其特徵在於，所述的控制器包括主板、邏輯控制卡、D/A轉換卡、數字輸入卡、電機驅動器、外設和電源模塊，邏輯控制卡、D/ A轉換卡和數字輸入卡通過PC104總線與主板連接，D/A轉換卡和邏輯控制卡的一個輸出端分別與電機驅動器的輸入端連接，該電機驅動器的輸出端與所述的電機連接，旋轉變壓器通過該電機驅動器與數字輸入卡的輸入端相連；所述的外設分別與該主板的不同接口連接。所述的主板採用嵌入式主板PCM3362，邏輯控制卡採用PCM3730，D/A轉換卡採用 PM524，數字輸入卡採用ART2394，電機驅動器採用MADDT1205，總線為PC104總線。所述的轉臺臺體包括筒體、上蓋、下蓋以及所述的旋轉變壓器和電機，上蓋和下蓋分別用螺栓連接在筒體的兩端，電機同軸安裝在筒體內，該電機的輸出軸伸出上蓋的中心孔，並與負載連接；在該電機上裝有所述的旋轉變壓器；在該筒體上設有與該電機連接的電機接口和與所述的旋轉變壓器連接的傳感器接口。所述的外設包括顯示器、鍵盤和滑鼠。本實用新型的優點是結構簡單，控制精度高，工作可靠；採用板卡結構，大大縮小了體積，是原有控制櫃幾分之一，使用和攜帶起來都很方便，特別適合應用在教學上。
圖1是本實用新型的總體構成框圖；圖2是本實用新型單軸轉臺的軸向半剖視圖。
具體實施方式
參見圖1和圖2，本實用新型一種單軸轉臺，包括控制器A和轉臺臺體B，控制器 A的輸入端和輸出端分別與轉臺臺體B的旋轉變壓器12和電機10連接。其特徵在於，所述的控制器A包括主板3 (PCM3362)、邏輯控制卡(PCM3730)、D/A轉換卡(PM524)、數字輸入(DI)卡(ART2394)、電機驅動器6、外設和電源模塊7，邏輯控制卡(PCM3730)、D/A轉換卡(PM524)和DI卡(ART2394)通過PC104總線1與主板3的對應接口連接，邏輯控制卡 PCM3730的一個輸出端和D/A轉換卡PM524的一個輸出端分別與電機驅動器6的輸入端連接，該電機驅動器6的輸出端與所述的電機10連接，旋轉變壓器12與通過電機驅動器6與 ART2394相連。所述的外設分別與該主板3的不同接口連接。所述的外設包括顯示器5、鍵盤2和滑鼠4。所述的轉臺臺體B除了所述的旋轉變壓器12和電機10外，還包括筒體9、上蓋8 和下蓋11，上蓋8和下蓋11分別用螺栓14連接在筒體9的上下兩端，電機10同軸安裝在筒體9內，該電機10的輸出軸伸出上蓋的中心孔，並與負載13連接。在該電機10的下端裝有旋轉變壓器12，用於檢測負載13的某一點的所在位置。在該筒體9上設有與該電機 10連接的電機接口 15和與所述的旋轉變壓器12連接的傳感器接口 16。現有的控制器都是大型的控制櫃的體積基本都在1. 5m以上，寬和長0. 5m左右，使用和攜帶起來都不方便。而本實用新型所用的板卡的體積都很小，控制器的整體高和寬僅為20cm，長僅為25cm左右，特別適合應用在教學上。工業上的轉臺臺體都很高、很重，至少 2. 5m以上，重量至少3噸左右，而本實用新型的轉臺臺體B高度不到25cm，重量在6斤左右， 使用和攜帶都很方便。其中的電源模塊7外接220V市電，轉換出低壓直流電源供給控制器的所有部分的電源。除主板3外的三個板卡分別負責給電機驅動器6上電、給電機驅動器6發指定電壓和讀出電機運動過程中傳給電機驅動器的位置信號，電機驅動器6的輸出端與轉臺臺體B 的電機10相連，控制電機10的轉動，和接收電機轉動後所傳回的位置信息。本實用新型的工作原理採用全數字控制方案，主板3(PCM3362)實現伺服校正算法，PM524實現D/A轉換，PCM3730實現邏輯控制，測角系統是由電機自帶的旋轉變壓器12 傳送出來的數位訊號經由電機驅動器發送給ART2394來實現的。伺服校正算法是單軸轉臺控制系統的核心算法，主要採用超前校正、滯後校正、順饋校正等組成的複合校正算法。由於單軸轉臺採用計算機實現的數字控制，因此該算法採用0. 5毫秒的採樣周期進行離散化形成數字算法，根據指令和計算機採集到的位置，可以得到控制系統的伺服偏差，伺服偏差經過數字算法計算出控制相應框架電機驅動控制器的數字指令。D/A轉換的功能主要是將伺服算法計算出的控制電機旋轉的數字指令轉換為士 IOV的直流模擬電壓指令，從而控制電機的驅動控制器，使其產生控制電機旋轉的交流模擬電壓指令，從而控制電機進行旋轉，該功能通過PM5M轉換板卡實現。邏輯控制的主要功能是控制電機使能的接通與切斷，該功能是通過邏輯轉接板實現。電機驅動控制器主要是對伺服校正算法形成的控制電壓進行功率放大，產生控制相應電機旋轉的交流模擬電壓指令，從而控制相應電機進行旋轉。單軸轉臺的電機10 和電機驅動控制器6選用的都是日本松下公司的現有產品，型號分別是MADDT1205和 MSMDO12PIU。測角系統包括電機自帶的測角元件(旋轉變壓器12)，測角元件將相應框架的旋轉角度轉換為數位訊號，信號處理電路對該數位訊號進行處理並通過計算機轉換，從而獲得相應框架的實際旋轉角度，為控制系統提供反饋信號形成閉環控制。
主控計算機(主板幻將給出的指令信號和旋轉變壓器12輸出的位置信號作差， 經過伺服校正算法計算出相應的控制量，由D/A轉換卡轉換後送入內環的電機驅動器6，由內環的電機驅動器6放大後驅動臺體跟蹤指令運動。
權利要求1.一種單軸轉臺，包括轉臺臺體和控制器，控制器的輸入端和輸出端分別與轉臺臺體的旋轉變壓器和電機連接，其特徵在於，所述的控制器包括主板、邏輯控制卡、D/A轉換卡、數字輸入卡、電機驅動器、外設和電源模塊，邏輯控制卡、D/A轉換卡和數字輸入卡通過 PC104總線與主板連接，D/A轉換卡和邏輯控制卡的一個輸出端分別與電機驅動器的輸入端連接，該電機驅動器的輸出端與所述的電機連接，旋轉變壓器通過該電機驅動器與數字輸入卡的輸入端相連；所述的外設分別與該主板的不同接口連接。
2.根據權利要求1所述的單軸轉臺，其特徵在於，所述的主板採用嵌入式主板 PCM3362，邏輯控制卡採用PCM3730，D/A轉換卡採用PM524，數字輸入卡採用ART2394，電機驅動器採用MADDT1205，總線為PC104總線。
3.根據權利要求1所述的單軸轉臺，其特徵在於，所述的轉臺臺體包括筒體、上蓋、下蓋以及所述的旋轉變壓器和電機，上蓋和下蓋分別用螺栓連接在筒體的兩端，電機同軸安裝在筒體內，該電機的輸出軸伸出上蓋的中心孔，並與負載連接；在該電機上裝有所述的旋轉變壓器；在該筒體上設有與該電機連接的電機接口和與所述的旋轉變壓器連接的傳感器接口。
4.根據權利要求1所述的單軸轉臺，其特徵在於，所述的外設包括顯示器、鍵盤和滑鼠。
專利摘要一種單軸轉臺，包括轉臺臺體和控制器，控制器的輸入端和輸出端分別與轉臺臺體的旋轉變壓器和電機連接，控制器包括主板、邏輯控制卡、D/A轉換卡、數字輸入卡、電機驅動器、外設和電源模塊，邏輯控制卡、D/A轉換卡和數字輸入卡通過PC104總線與主板連接，D/A轉換卡和邏輯控制卡的一個輸出端分別與電機驅動器的輸入端連接，該電機驅動器的輸出端與所述的電機連接，旋轉變壓器通過該電機驅動器與數字輸入卡的輸入端相連；所述的外設分別與該主板的不同接口連接。本實用新型的優點是結構簡單，控制精度高，工作可靠；採用板卡結構，大大縮小了體積，是原有控制櫃幾分之一，使用和攜帶起來都很方便，特別適合應用在教學上。
文檔編號G09B25/02GK202140764SQ20112026822
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者侯悅恆, 安俊佶, 曹宇, 楊健, 楊帆 申請人:楊健