一種車載平臺高精度自動調平控制系統的製作方法
2023-05-11 15:31:51
一種車載平臺高精度自動調平控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及調平控制技術，本實用新型公開了一種車載平臺高精度自動調平控制系統，其具體包括：處理器、傾角傳感器以及分別安裝在四個支承腿上的高度調整裝置，所述傾角傳感器安裝在平臺上，用於檢測平臺的傾角，所述處理器分別與傾角傳感器、四個支承腿上的高度調整裝置信號連接，根據傾角傳感器獲取到的平臺傾角，發送控制信號給四個支承腿上的高度調整裝置，控制高度調整裝置中的執行機構完成高度調整。本實用新型通過傾角傳感器檢測到的傾角，處理器計算後得出四個高度調整裝置分別需要調整的高度，並將該控制信號分別傳輸給四個高度調整裝置，從而實現高精度自動的調平控制。
【專利說明】
一種車載平臺高精度自動調平控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及調平控制技術領域，特別涉及一種車載平臺高精度自動調平控制系統。
【背景技術】
[0002]自動調平技術在工業自動化和軍工裝備上應用越來越廣泛。軍工方面可應用於在火炮、飛彈、雷達、雷射武器、光電測量儀器等軍用領域;工業自動化方面可應用於汽車車身姿態控制、重型起重機、靜力壓粧機等。
[0003]車載雷達裝置以及車載炮彈發射裝置等軍用設備，往往要求能夠快速準確的調節平臺的水平精度，以在戰爭中贏得快速性與主動性。以車載雷達裝置為例，其車載平臺水平度的調節時間約佔整車就位工作的三分之一左右，如何有效的減少調平時間，提高調平精度在車載雷達調平系統中顯的尤為重要。
[0004]目前國內車載平臺多採用電液式調平系統，具有結構簡潔，運行平穩，負載能力大等優點。但是出於其自身特性的限制，造成諸如系統維護和保養要求高；系統反應慢，具有一定的滯後現象；系統容易漏油，很難長時間保持水平角度的不變化，對油的清潔度要求尚;系統結構複雜，造價成本尚等缺點。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的在於:針對現有技術中的調平控制系統存在的上述技術問題，本實用新型公開了一種新的車載平臺高精度自動調平控制系統。
[0006]本實用新型採用的技術方案是這樣的:
[0007]本實用新型公開了一種車載平臺高精度自動調平控制系統，其具體包括:處理器、傾角傳感器以及分別安裝在四個支承腿上的高度調整裝置，所述傾角傳感器安裝在車載平臺上，用於檢測車載平臺的傾角，所述處理器分別與傾角傳感器、四個支承腿上的高度調整裝置信號連接，根據傾角傳感器獲取到的車載平臺傾角，發送控制信號給四個支承腿上的高度調整裝置，控制高度調整裝置中的執行機構完成高度調整。本實用新型通過傾角傳感器檢測到的傾角，處理器計算後得出四個高度調整裝置分別需要調整的高度，並將該控制信號分別傳輸給四個高度調整裝置，從而實現高精度自動的調平控制。
[0008]更進一步地，上述高度調整裝置包括驅動器、電機和執行機構，驅動器接收處理器的控制信號，並將控制信號發送給電機，電機驅動執行機構完成高度調整。從而實現支腿的上升和下降。
[0009]更進一步地，上述高度調整裝置還包括兩個限位開關，限位開關分別安裝在四個支腿的上、下止點。本車載平臺調平控制系統的執行機構是螺旋升降機，螺旋升降機由電機和絲槓機構組成。螺旋升降機的作用就是將電機的旋轉運動轉變為支腿的直線運動，從而達到支腿上升和下降的目的。設置限位開關的目的是為了防止支腿的上升和下降超出支腿的有效行程。
[0010]更進一步地，上述兩個限位開關安裝的方向相反，上止點限位開關連杆驅動開關安裝的方向向下，下止點限位開關的連杆驅動開關安裝的方向向上。限位模塊的硬體由限位開關和金屬限位卡條組成。當支腿下降時，為使金屬限位卡條的頂部能觸碰到安裝在上止點的限位開關，限位開關應向下安裝。當支腿上升時，為使金屬卡條內部的凹槽能觸碰安裝在下止點的限位開關，限位開關應向上安裝。
[0011]更進一步地，上述調平控制系統還包括顯示器，所述顯示器信號連接處理器。通過顯示器顯示調平過程，方便使用。
[0012]更進一步地，上述調平控制系統還包括輸入按鍵，所述輸入按鍵信號連接處理器。輸入按鍵用於輸入用戶的參數，處理器可以根據用戶輸入的參數來完成自動調平控制，根據用戶的需求完成相應的調平控制。
[0013]更進一步地，上述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，分別檢測平臺偏離X、Y軸的角度。採用雙軸傳感器，分別檢測，提高調平精度。
[0014]更進一步地，上述按鍵包括緊急停止按鍵、平臺整體的上升和下降按鍵、單個支腿的上升和下降按鍵和調平按鍵。每個按鍵對應處理器中不同的控制參數，從而實現不同的控制。
[0015]綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是:本實用新型所述車載平臺自動調平控制系統實現調平時間和調平精度等重要指標均處於國內較高水平。通過改變質心位置的試驗方法驗證了該車載平臺具有良好的動態穩定性。具體的實現過程是通過對在配重偏移試驗平臺質心不同距離的情況下分別測得的在測量前穩態時，動態時和測量後穩態時平臺的x、Y軸角度偏移均值的對比試驗來說明試驗平臺在不同方向的機械穩定性。本實用新型採用最高點不動的「追逐式」調平策略，保證平臺支腿的伸長量儘可能小，具有調平精度高，調平時間短等優點。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的車載平臺高精度自動調平控制系統的結構示意圖。
[0017]圖2為最高點不動調平策略示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例，對本實用新型作詳細的說明。
[0019]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0020]本實用新型公開了一種車載平臺高精度自動調平控制系統，其具體包括處理器(TMS320F2812)、兩相混合步進電機(對應圖1上的電機1、2、3、4)、電機驅動器(對應圖1上驅動器1、2、3、4)、螺旋升降機(圖上的執行機構)、雙軸傾角傳感器(HCA520T)、限位開關。每個電機對應一個驅動器和一個執行機構，執行機構比如螺旋升降機。
[0021]其中車載平臺的支承採用四點支承試驗平臺，每個支腿均由螺旋升降機及相應結構件組成，電機驅動絲槓機構轉變為直線運動，實現支腿的上升和下降。
[0022]本車載平臺調平控制系統的執行機構是螺旋升降機，螺旋升降機由電機和絲槓機構組成。螺旋升降機的電機經過齒輪減速後，帶動絲杆螺母，把電機的旋轉運動變成直線運動，利用電機正反轉完成推桿動作。
[0023]本實用新型採用保持最高點不動的「追逐式」調平方案。
[0024]「最高點不動」調平方法的實現過程是:首先將採集到的傾角傳感器角度信號傳輸進處理器，處理器通過控制策略計算出平臺的最高點，同時計算各支腿到最高點支腿的距離差;將這個距離差傳送給執行機構，驅動電機使各個支腿上升不同的距離，當各支腿達到最高位置時，支腿停止運動，此時平臺處於水平狀態。
[0025]如圖2所示，圖中β為平臺的俯仰角，α為平臺的滾轉角，序號I，2，3，4為支腿的編號。若俯仰角和滾轉角的初始值為αο>0，βο>0，則2號支腿是最高點，4號支腿為最低點。通過傾角傳感器的輸出值，可以計算出2號支腿距離其餘各個每個支腿的距離，驅動電機使各個支腿上升不同的距離，當各支腿達到最高位置時，支腿停止運動，此時平臺處於水平狀態。
[0026]利用DSP(系統主控模塊)技術來實現車載平臺自動調平控制，採用性價比較高的TMS320F2812 晶片。
[0027]採用HCA520T雙軸傾角傳感器，輸出平臺的俯仰角和側傾角度值。
[0028]俯仰角和側傾角事實上就是分別繞著慣性坐標系οχ和oy軸旋轉的角度，也可以分別稱為俯仰角和滾轉角。
[0029]為了保證平臺運行的安全，分別在4個支腿的上、下止點安裝限位開關，兩個限位開關安裝的方向是相反的，上止點限位開關連杆驅動開關安裝的方向向下，下止點限位開關的連杆驅動開關安裝的方向向上。
[0030]本實用新型利用人機界面來實現控制的目的，人機界面包括按鍵的識別，將按鍵的值傳輸給控制系統使控制系統來完成相應的動作，同時將平臺各種運行情況實時顯示。
[0031]系統軟體採用模塊化設計，包括電機驅動模塊、按鍵識別、傳輸模塊、雙軸傾角傳感器信號採集模塊、LCD驅動模塊、脈衝計數模塊、調平模塊和限位模塊。本實用新型中的軟體屬於現有軟體的具體應用，本實用新型未對軟體進行改進，也不要求保護。
[0032]控制系統設計相應按鍵功能，車載平臺可實現「緊急停止」、「平臺整體的上升和下降」、「單個支腿的上升和下降」和「調平」等功能。
[0033]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在具體包括:處理器、傾角傳感器以及分別安裝在四個支承腿上的高度調整裝置，所述傾角傳感器安裝在車載平臺上，用於檢測車載平臺的傾角，所述處理器分別與傾角傳感器、四個支承腿上的高度調整裝置信號連接，根據傾角傳感器獲取到的車載平臺傾角，發送控制信號給四個支承腿上的高度調整裝置，控制高度調整裝置中的執行機構完成高度調整。2.如權利要求1所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述高度調整裝置包括驅動器、電機和執行機構，驅動器接收處理器的控制信號，並將控制信號發送給電機，電機驅動執行機構完成高度調整。3.如權利要求1所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述高度調整裝置還包括兩個限位開關，限位開關分別安裝在四個支腿的上、下止點。4.如權利要求3所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述兩個限位開關安裝的方向相反，上止點限位開關連杆驅動開關安裝的方向向下，下止點限位開關的連杆驅動開關安裝的方向向上。5.如權利要求1所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述調平控制系統還包括顯示器，所述顯示器信號連接處理器。6.如權利要求1所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述調平控制系統還包括輸入按鍵，所述輸入按鍵信號連接處理器。7.如權利要求1所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述傾角傳感器為雙軸傾角傳感器，分別檢測平臺偏離X、Y軸的角度。8.如權利要求6所述的車載平臺高精度自動調平控制系統，其特徵在所述輸入按鍵包括緊急停止按鍵、平臺整體的上升和下降按鍵、單個支腿的上升和下降按鍵和調平按鍵。
【文檔編號】G05D3/12GK205721391SQ201620556743
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】張霞, 黃嵐
【申請人】成都師範學院