專利名稱：超小型二維控制轉(zhuǎn)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微波通信測試和自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種遙控的轉(zhuǎn)動平臺，具體涉及一種超小型二維控制轉(zhuǎn)臺。
背景技術(shù)：
二維控制轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)是一種本地控制或遠距離遙控的轉(zhuǎn)動平臺，可以安裝控制各種光、電探測設(shè)備，用于地理環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控，安全保衛(wèi)監(jiān)測監(jiān)控，以及天線測試等技術(shù)領(lǐng)域。隨著地理環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控、安全保衛(wèi)監(jiān)測監(jiān)控等技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展，對各種光、電探測設(shè)備進行多點布控的轉(zhuǎn)動控制平臺的需求越來越多，技術(shù)要求越來越高，體積越來越小。從控制的角度，既可以通過本地電動控制、手動控制、也可以通過數(shù)據(jù)通信，在遠端利用上位機控制天線，調(diào)整天線的方位和俯仰角度，實現(xiàn)對任一方向和角度的探測與監(jiān)控。 授權(quán)公告號為CN2573838Y中國實用新型專利公開“一種新型的二維自動旋轉(zhuǎn)臺，它包括PSD傳感器、固定支架、軸承、蝸桿傳動機構(gòu)、聯(lián)軸器、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、步進電機、水平轉(zhuǎn)動軸、豎直轉(zhuǎn)動軸、固定平板面、旋轉(zhuǎn)臺底座，其特點是，固定接受太陽光部件的固定支架分別通過水平和豎直轉(zhuǎn)動軸和各自的蝸桿傳動機構(gòu)連接，并通過聯(lián)軸器與步進電機連接；置于固定平板面上PSD傳感器通過前置放大器和步進電機通過接口電路分別和控制系統(tǒng)相連接。優(yōu)點是使固定在旋轉(zhuǎn)臺上面的平板始終與太陽光垂直，大大提高了太陽能的利用效率?！薄５窃搶＠麤]有解決轉(zhuǎn)臺的小型化問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，使整個轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，減少占用空間，方便攜帶、安裝與使用。本實用新型超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，包括負載，安裝腔體、俯仰機構(gòu)、方位機構(gòu)和伺服控制系統(tǒng)。俯仰機構(gòu)包括俯仰轉(zhuǎn)動軸、俯仰驅(qū)動電機、減速器和角度傳感器。方位機構(gòu)包括方位轉(zhuǎn)動軸、方位驅(qū)動電機、減速器和角度傳感器。安裝腔體有安裝面。安裝腔體、俯仰機構(gòu)、方位機構(gòu)為模塊化結(jié)構(gòu)。負載安裝在安裝腔體的安裝面上，俯仰機構(gòu)和方位機構(gòu)安裝在安裝腔體的側(cè)面。方位轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為+ 170° -170°，俯仰轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為+ 30° -30°。二維控制轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速為方位機構(gòu)0° 2° /s，俯仰機構(gòu)0° 2° /S，轉(zhuǎn)臺精度誤差<0.1°。方位機構(gòu)的輸出力矩為25N.m，俯仰機構(gòu)的輸出力矩為35N.m。超小型二維控制轉(zhuǎn)臺的負載為天線、照相機、攝像頭或紅外探測設(shè)備，不排除其它負載設(shè)備。俯仰驅(qū)動電機設(shè)有俯仰電機手動旋鈕，方位軸驅(qū)動電機設(shè)有方位電機手動旋鈕。伺服控制系統(tǒng)由計算機、單片機、電機驅(qū)動器、軸角編碼器和限位保護器組成。伺服控制系統(tǒng)的控制通過應(yīng)用軟件進行控制，軟件采用C語言編程，在DOS操作系統(tǒng)下運行。二維控制轉(zhuǎn)臺的垂直載荷<20Kg，二維控制轉(zhuǎn)臺的自身重量<40Kg。二維控制轉(zhuǎn)臺安裝在轉(zhuǎn)臺座架上。超小型二維控制轉(zhuǎn)臺適用場地環(huán)境為室外，工作環(huán)境溫度-10° 50°，保存環(huán)境溫度-20° 65°，相對濕度90% R H。計算機PC104-VSX-6151是伺服控制的核心，完成各種數(shù)據(jù)的采集、狀態(tài)檢測、接收控制指令等功能，并擴展RS232接口設(shè)備，實現(xiàn)與上位機的通訊。采用80486處理器作CPU，內(nèi)存16M，4個串行口，16M固態(tài)電子盤，運行DOS操作系統(tǒng)，采用C語言編程。天線的驅(qū)動采用步進電機Y07-58D1-17152，電機配套驅(qū)動器JK-2HB03M。方位、俯仰安裝軸角傳感器，軸角傳感器選用旋轉(zhuǎn)變壓器-BR379E11，配套解碼模塊，型號為FB9502PA，輸出12位二進制數(shù)字量。方位機構(gòu)、俯仰機構(gòu)具有限位保護功能，限位開關(guān)采用AH44E。伺服控制箱通過RS232接口，與上位機進行通信，接收控制指令、查詢指令、設(shè)定參數(shù)和上傳查詢數(shù)據(jù)。預(yù)留調(diào)試接口連接鍵盤、顯示器，可在現(xiàn)場進行軟件修改。操作控制箱面板鍵盤進行本地手動控制?？刂茩C箱面板上裝有3英寸顯示屏，伺服控制箱面板上的顯示界面和上位機的顯示界面相同，對照操作界面，通過伺服控制箱面板上的控制鍵盤或上位機，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺各轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動設(shè)置、位置引導(dǎo)等控制功能。本實用新型通過安裝腔體、俯仰機構(gòu)、方位機構(gòu)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，緊湊安裝，實現(xiàn)了二位轉(zhuǎn)臺超小型化，減小了轉(zhuǎn)臺的占用空間，方便攜帶、安裝與使用，提高了設(shè)備的使用性能和可靠性。伺服控制箱通過RS232接口與上位機進行通信，接收控制指令、查詢指令、 設(shè)定參數(shù)和上傳查詢數(shù)據(jù)。通過伺服控制箱面板上的控制鍵盤實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺各軸轉(zhuǎn)動的控制功能。預(yù)留調(diào)試接口連接操作控制箱面板鍵盤可進行本地手動控制鍵盤、修改軟件。整個轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)動自如，控制靈活、方便。

圖I為本實用新型超小型二維控制轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的側(cè)視圖；圖3為超小型二維控制轉(zhuǎn)臺的安裝示意圖；圖4為控制器軟件主界面圖；圖5為超小型二維轉(zhuǎn)臺控制系統(tǒng)與原理框圖。其中I 一天線、2—安裝面、3—俯仰機構(gòu)、4 一方位機構(gòu)、5—俯仰驅(qū)動電機、6—俯仰電機手動旋鈕、7—方位軸驅(qū)動電機、8—方位電機手動旋鈕、9 一天線運動方向、10—天線在方位上的運動方向、11 一方位限位警示燈、12—天線在俯仰上的運動方向、13—俯仰限位警示燈、14 一安裝腔體、15—轉(zhuǎn)臺座架。具體是實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。本實用新型超小型二維控制轉(zhuǎn)臺如圖I、圖2所述，包括天線1，安裝腔體14、俯仰機構(gòu)3、方位機構(gòu)4和伺服控制系統(tǒng)。俯仰機構(gòu)包括俯仰轉(zhuǎn)動軸、俯仰驅(qū)動電機5、減速器和角度傳感器，俯仰驅(qū)動電機設(shè)有俯仰電機手動旋鈕6。方位機構(gòu)4包括方位轉(zhuǎn)動軸、方位驅(qū)動電機7、減速器和角度傳感器，方位軸驅(qū)動電機7設(shè)有方位電機手動旋鈕8。安裝腔體14、俯仰機構(gòu)3、方位機構(gòu)4為模塊化結(jié)構(gòu)，安裝腔體14設(shè)有安裝面2，天線I裝在安裝腔體的安裝面上，俯仰機構(gòu)和方位機構(gòu)安裝在安裝腔體的側(cè)面。如圖3所示，安裝腔體安裝在座架15上。伺服控制系統(tǒng)由計算機、單片機、電機驅(qū)動器、軸角編碼器和限位保護器組成。伺服控制系統(tǒng)的控制通過應(yīng)用軟件進行控制，軟件采用C語言編程，在DOS操作系統(tǒng)下運行。方位轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為+ 170° -170°，俯仰轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動范圍為+ 30° -30°。二維控制轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速為方位機構(gòu)0° 2° /s,俯仰機構(gòu)0° 2° /s,轉(zhuǎn)臺精度誤差< 0. 1°。方位機構(gòu)的輸出力矩為25N. m，俯仰機構(gòu)的輸出力矩為35N. m。超小型二維控制轉(zhuǎn)臺垂直載荷< 20Kg，二維控制轉(zhuǎn)臺自身重量< 40Kg。二維控制轉(zhuǎn)臺安裝在轉(zhuǎn)臺座架上。根據(jù)超小型二維控制轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)特點，角度傳感器采用轉(zhuǎn)子和定子分裝式旋轉(zhuǎn)變壓器，轉(zhuǎn)臺組裝時，要確保轉(zhuǎn)子和定子的同心度。如果轉(zhuǎn)子和定子不同心，即徑向誤差，會形成了轉(zhuǎn)子相對于定子呈“橢圓”關(guān)系。不同位置轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角對應(yīng)定子轉(zhuǎn)角呈函數(shù)關(guān)系變化，橢圓長軸一側(cè)，定子輸出的電角度大于轉(zhuǎn)子角度。橢圓的短軸一側(cè)，定子輸出的電角度小于轉(zhuǎn)子角度。兩個角度的不一致形成測角的函數(shù)誤差，半圈為正偏差，另半圈為負偏差，呈周期函數(shù)關(guān)系的分布誤差。超小型二維控制轉(zhuǎn)臺組裝完成后，用經(jīng)緯儀檢驗轉(zhuǎn)臺角度控制和角度指示的絕對精度。測試方法為用轉(zhuǎn)臺控制器將控制轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動到零位，控制器指示讀出一個角度值eel=o，同時調(diào)整經(jīng)緯儀，令讀數(shù)Qjl置零(零度、零分、零秒)，即0」1=0?？刂妻D(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動一個角度，讀出控制器指不角度9。1，再用經(jīng)諱僅讀出9 ji，。記9。1 一 9 ji = X1 (=0)，記為為第一個偏差樣本Xl。控制轉(zhuǎn)臺再轉(zhuǎn)動一個角度，讀出控制器指示角度0。2，再用經(jīng)緯儀讀出Q」2，。記Q。2 — 0 J2 = X2，為第二個偏差樣本x2。重復(fù)以上過程,依次得到^。。、^。，用0cn- 0Jn，得到X3、x4……Xn數(shù)據(jù)測量采樣樣本n要大于30，且范圍要覆蓋合同要求的整個轉(zhuǎn)動范圍。用Xi的標準方差，即的方均根值O來評定轉(zhuǎn)臺精確度，標準偏差反映Xi相對于平均值的離散程度。如果數(shù)據(jù)代表全部樣本總體，則應(yīng)該使用貝塞爾公式來計算標準偏差。用來進行誤差統(tǒng)計的貝塞爾公式為
權(quán)利要求1.一種超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，包括負載，安裝腔體(14)、俯仰機構(gòu)(3)、方位機構(gòu)(4)和伺服控制系統(tǒng)，所述俯仰機構(gòu)包括俯仰轉(zhuǎn)動軸、俯仰驅(qū)動電機(5)、減速器和角度傳感器，所述方位機構(gòu)(4)包括方位轉(zhuǎn)動軸、方位驅(qū)動電機(7)、減速器和角度傳感器，安裝腔體設(shè)有安裝面(2)，其特征是所述安裝腔體(14)、俯仰機構(gòu)(3)和方位機構(gòu)(4)為模塊化結(jié)構(gòu)，所述負載安裝在安裝腔體的安裝面(2)上，俯仰機構(gòu)和方位機構(gòu)安裝在安裝腔體的側(cè)面；所述方位轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為+ 170° -170°，所述俯仰轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為+ 30° -30° ;二維控制轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速為方位機構(gòu)0° 2° /s,俯仰機構(gòu)0° 2° /s,轉(zhuǎn)臺精度誤差< 0. 1° ;方位機構(gòu)的輸出力矩為25N. m，俯仰機構(gòu)的輸出力矩為35N. m。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，其特征是所述負載為天線(I)、照相機、攝像頭或紅外探測設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，其特征是所述俯仰驅(qū)動電機(5)設(shè)有俯仰電機手動旋鈕(6 )，所述方位軸驅(qū)動電機(7 )設(shè)有方位電機手動旋鈕(8 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，其特征是所述的伺服控制系統(tǒng)由計算機、單片機、電機驅(qū)動器、軸角編碼器和限位保護器組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，其特征是所述二維控制轉(zhuǎn)臺的垂直載荷彡20Kg，二維控制轉(zhuǎn)臺的自身重量彡40Kg。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，其特征是所述二維控制轉(zhuǎn)臺安裝在轉(zhuǎn)臺座架(15)上。
專利摘要本實用新型涉及一種超小型二維控制轉(zhuǎn)臺，包括負載，安裝腔體、俯仰機構(gòu)、方位機構(gòu)和伺服控制系統(tǒng)。安裝腔體、俯仰機構(gòu)、方位機構(gòu)為模塊化結(jié)構(gòu)。負載安裝在安裝腔體的安裝面上，俯仰機構(gòu)和方位機構(gòu)安裝在安裝腔體的側(cè)面。方位轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動范圍為﹢170°～﹣170°，俯仰轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動范圍為﹢30°～﹣30°。二維控制轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)速為方位機構(gòu)0°～2°/s，俯仰機構(gòu)0°～2°/s，轉(zhuǎn)臺精度誤差≤0.1°。方位機構(gòu)的輸出力矩為25N.m，俯仰機構(gòu)的輸出力矩為35N.m。本實用新型通過安裝腔體、俯仰機構(gòu)和方位機構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，緊湊安裝，實現(xiàn)了二位轉(zhuǎn)臺超小型化，減小了轉(zhuǎn)臺的占用空間，方便攜帶、安裝與使用。
文檔編號F16M11/18GK202580513SQ20122015620
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者王玖珍 申請人:河北威賽特科技有限公司