一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，包括天線，其左、右兩端分別通過法蘭盤與左旋轉(zhuǎn)主軸、右旋轉(zhuǎn)主軸相連，左旋轉(zhuǎn)主軸和左軸承座上安裝用于檢測左旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)角度的左角度檢測裝置，右旋轉(zhuǎn)主軸和右軸承座上安裝用于檢測右旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)角度的右角度檢測裝置，左角度檢測裝置、右角度檢測裝置的信號輸出端均與計(jì)數(shù)器的信號輸入端相連，計(jì)數(shù)器的信號輸出端作為本裝置的信號輸出端。本實(shí)用新型同時(shí)檢測天線兩端旋轉(zhuǎn)主軸的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角度，并通過計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，再計(jì)算出兩端旋轉(zhuǎn)角度差值，該差值與天線主軸的扭轉(zhuǎn)度成正比，通過RS485串口送出角度差值給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)器，作為進(jìn)一步動(dòng)作的判斷依據(jù)。
【專利說明】一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及微波天線檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢 測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 大型固定式微波天線常用于戰(zhàn)略預(yù)警和深空探測，在國家防御和太空科學(xué)研究中 發(fā)揮著非常重要的作用。對于方位固定、俯仰角度可調(diào)的天線系統(tǒng)，采用大跨距雙機(jī)驅(qū)動(dòng)旋 轉(zhuǎn)主軸，進(jìn)而帶動(dòng)天線轉(zhuǎn)動(dòng)是一種可選擇的形式。由于大部分微波天線的抗扭性能差，如何 保證雙機(jī)同步驅(qū)動(dòng)的同時(shí)避免產(chǎn)生過大的扭力，以避免造成對天線精度的破壞，是必須要 考慮和解決的問題，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)主軸扭轉(zhuǎn)度的實(shí)時(shí)檢測則是最基本的要求。
[0003] 目前沒有公開資料介紹關(guān)于大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測方法。對于現(xiàn)有裝備的 具備仰角調(diào)整功能的天線系統(tǒng)，為了避免上述問題的產(chǎn)生，大部分直接采用在天線中部安 裝單一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來調(diào)整天線的仰角，同時(shí)也帶來了系統(tǒng)布局困難、外形不美觀以及驅(qū)動(dòng)能 力受:限等缺點(diǎn)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)崟r(shí)檢測出天線主軸兩端的扭轉(zhuǎn)量和不同 步程度，為系統(tǒng)做出控制決策提供判斷依據(jù)，避免對天線精度造成破壞的大跨距天線主軸 扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度 的檢測裝置，包括天線，其左、右兩端分別通過法蘭盤與左旋轉(zhuǎn)主軸、右旋轉(zhuǎn)主軸相連，左軸 承座與左旋轉(zhuǎn)主軸過盈配合，右軸承座與右旋轉(zhuǎn)主軸過盈配合，所述左旋轉(zhuǎn)主軸和左軸承 座上安裝用于檢測左旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)角度的左角度檢測裝置，所述右旋轉(zhuǎn)主軸和右軸承座上 安裝用于檢測右旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)角度的右角度檢測裝置，左角度檢測裝置、右角度檢測裝置 的信號輸出端均與計(jì)數(shù)器的信號輸入端相連，計(jì)數(shù)器的信號輸出端作為本裝置的信號輸出 端。
[0006] 所述左角度檢測裝置由第一鋼柵尺、第一讀數(shù)頭和第一電纜組成，第一鋼柵尺套 設(shè)在左旋轉(zhuǎn)主軸的軸身上，第一讀數(shù)頭固定安裝在左軸承座上，第一讀數(shù)頭與第一鋼柵尺 之間有間隙；所述右角度檢測裝置由第二鋼柵尺、第二讀數(shù)頭和第二電纜組成，第二鋼柵尺 套設(shè)在右旋轉(zhuǎn)主軸的軸身上，第二讀數(shù)頭固定安裝在右軸承座上，第二讀數(shù)頭與第二鋼柵 尺之間有間隙；所述計(jì)數(shù)器由電纜接口電路、可編程控制器PLC和開關(guān)電源組成，電纜接口 電路分別與可編程控制器PLC、開關(guān)電源雙向通訊。
[0007] 所述第一讀數(shù)頭通過第一電纜與計(jì)數(shù)器的信號輸入端相連，所述第二讀數(shù)頭通過 第二電纜與計(jì)數(shù)器的信號輸入端相連；所述電纜接口電路分別接市電電源線、RS485串口 線、第一電纜和第二電纜。
[0008] 所述可編程控制器PLC由左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊、計(jì)算模塊和485通信 模塊組成，所述左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊的輸入端與電纜接口電路的輸出端相連， 所述左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊的輸出端與計(jì)算模塊的輸入端相連，計(jì)算模塊的輸 出端與485通信模塊的輸入端相連，485通信模塊的輸出端與電纜接口電路的輸入端相連。
[0009] 所述可編程控制器PLC采用CPU226模塊。
[0010] 由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型可以同時(shí)檢測天線兩端旋轉(zhuǎn)主軸的實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)角 度，并通過計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，再計(jì)算出兩端旋轉(zhuǎn)角度差值，該差值與天線主軸的扭轉(zhuǎn)度成正比， 通過RS485串口輸出角度差值給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)器，作為進(jìn)一步動(dòng)作的判斷依據(jù)。本實(shí)用新型 適用于雙機(jī)驅(qū)動(dòng)天線仰角調(diào)整系統(tǒng)，且跨距大，天線剛性差、精度要求高的場合；采用間接 測量的方法實(shí)現(xiàn)了天線扭轉(zhuǎn)度的測量，可行性較強(qiáng)，易于工程化；由于左、右角度檢測裝置 的測量精度和分辨率較高，所以整套系統(tǒng)測量精度和靈敏度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2為圖1中左/右角度檢測裝置的組成和安裝示意圖。
[0013] 圖3為圖1中計(jì)數(shù)器的電路框圖。
[0014] 圖4為圖3中可編程控制器PLC的電路框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，包括天線10,其左、右兩端分別通過法蘭 盤與左旋轉(zhuǎn)主軸20、右旋轉(zhuǎn)主軸30相連，左軸承座40與左旋轉(zhuǎn)主軸20過盈配合，右軸承座 50與右旋轉(zhuǎn)主軸30過盈配合，所述左旋轉(zhuǎn)主軸20和左軸承座40上安裝用于檢測左旋轉(zhuǎn)主 軸20旋轉(zhuǎn)角度的左角度檢測裝置60,所述右旋轉(zhuǎn)主軸30和右軸承座50上安裝用于檢測右 旋轉(zhuǎn)主軸30旋轉(zhuǎn)角度的右角度檢測裝置70,左角度檢測裝置60、右角度檢測裝置70的信 號輸出端均與計(jì)數(shù)器80的信號輸入端相連，計(jì)數(shù)器80的信號輸出端作為本裝置的信號輸 出端，如圖1所示。左軸承座40、右軸承座50同時(shí)通過螺栓與大地相連，用于支撐天線10 及旋轉(zhuǎn)主軸，并為天線10旋轉(zhuǎn)減小摩擦。
[0016] 如圖2所示，所述左角度檢測裝置60由第一鋼柵尺61、第一讀數(shù)頭62和第一電纜 63組成，第一鋼柵尺61套設(shè)在左旋轉(zhuǎn)主軸20的軸身上，第一讀數(shù)頭62固定安裝在左軸承 座40上，第一讀數(shù)頭62與第一鋼柵尺61之間有間隙；所述右角度檢測裝置70由第二鋼柵 尺71、第二讀數(shù)頭72和第二電纜73組成，第二鋼柵尺71套設(shè)在右旋轉(zhuǎn)主軸30的軸身上， 第二讀數(shù)頭72固定安裝在右軸承座50上，第二讀數(shù)頭72與第二鋼柵尺71之間有間隙；如 圖3所示，所述計(jì)數(shù)器80由電纜接口電路81、可編程控制器PLC 82和開關(guān)電源83組成， 電纜接口電路81分別與可編程控制器PLC 82、開關(guān)電源83雙向通訊，計(jì)數(shù)器80計(jì)數(shù)左角 度檢測裝置60和右角度檢測裝置70發(fā)出的脈沖，經(jīng)過計(jì)算比較，通過RS485串口送出旋轉(zhuǎn) 主軸扭轉(zhuǎn)度的數(shù)據(jù)。所述第一、二鋼柵尺61、71和第一、二讀數(shù)頭62、72是市購的成套傳感 器，鋼柵尺的型號為WMR-302-1015-01，讀數(shù)頭的型號為WMK-302. 4-1015-5-3。
[0017] 如圖1、3所示，所述第一讀數(shù)頭62通過第一電纜63與計(jì)數(shù)器80的信號輸入端相 連，所述第二讀數(shù)頭72通過第二電纜73與計(jì)數(shù)器80的信號輸入端相連；所述電纜接口電 路81分別接市電電源線、RS485串口線、第一電纜63和第二電纜73。如圖4所示，所述可 編程控制器PLC 82由左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊、計(jì)算模塊和485通信模塊組成，所 述左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊的輸入端與電纜接口電路81的輸出端相連，所述左脈 沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊的輸出端與計(jì)算模塊的輸入端相連，計(jì)算模塊的輸出端與485 通信模塊的輸入端相連，485通信模塊的輸出端與電纜接口電路81的輸入端相連。所述可 編程控制器PLC 82采用CPU226模塊。220V市電經(jīng)過市電電源線到電纜接口電路81，再通 過開關(guān)電源83將市電轉(zhuǎn)換為直流電源給第一、二讀數(shù)頭62、72供電，市電直接經(jīng)電纜接口 電路81給可編程控制器PLC供電。
[0018] 在工作時(shí)，首先，計(jì)數(shù)器80上電，在天線10仰角的調(diào)整過程中，左角度檢測裝置60 的第一讀數(shù)頭62、右角度檢測裝置70中的第二讀數(shù)頭72發(fā)出左旋轉(zhuǎn)主軸20、右旋轉(zhuǎn)主軸 30旋轉(zhuǎn)角度的脈沖；其次，計(jì)數(shù)器80接收第一、二讀數(shù)頭62、72輸入的脈沖，并分別進(jìn)行計(jì) 數(shù)；再次，計(jì)數(shù)器80實(shí)時(shí)計(jì)算兩組計(jì)數(shù)值的差值；最后，計(jì)數(shù)器80定時(shí)啟動(dòng)串口輸出功能， 把兩組計(jì)數(shù)值和兩者差值輸出。若該差值為零，則說明左右電機(jī)實(shí)現(xiàn)了同步驅(qū)動(dòng)，否則，則 說明天線10被扭轉(zhuǎn)，存在扭轉(zhuǎn)度，需要被調(diào)整。
[0019] 所述計(jì)數(shù)器80的左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊分別記錄左角度檢測裝置60、 右角度檢測裝置70發(fā)送來的脈沖個(gè)數(shù)，隨后將數(shù)據(jù)傳遞給計(jì)數(shù)器80的計(jì)算模塊執(zhí)行減法， 最后通過計(jì)數(shù)器80的485通信模塊將表示旋轉(zhuǎn)主軸扭轉(zhuǎn)度的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
[0020] 在本實(shí)用新型專利的實(shí)施例中，通訊硬件采用RS485實(shí)現(xiàn)。自定義的通訊格式如 表1所示，報(bào)文以字節(jié)為單位進(jìn)行傳輸(數(shù)據(jù)均為十六進(jìn)制)，數(shù)據(jù)更新率為50Hz。傳輸?shù)拿?個(gè)字節(jié)包含1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)、1個(gè)停止位。波特率設(shè)為9600bps，無奇偶校 驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位。
[0021] 表 1
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，包括天線（10)，其左、右兩端分別通過法 蘭盤與左旋轉(zhuǎn)主軸（20)、右旋轉(zhuǎn)主軸（30)相連，左軸承座（40)與左旋轉(zhuǎn)主軸（20)過盈配 合，右軸承座（50 )與右旋轉(zhuǎn)主軸（30 )過盈配合，其特征在于：所述左旋轉(zhuǎn)主軸（20 )和左軸 承座（40 )上安裝用于檢測左旋轉(zhuǎn)主軸（20 )旋轉(zhuǎn)角度的左角度檢測裝置（60 )，所述右旋轉(zhuǎn) 主軸（30)和右軸承座（50)上安裝用于檢測右旋轉(zhuǎn)主軸（30)旋轉(zhuǎn)角度的右角度檢測裝置 (70) ，左角度檢測裝置（60)、右角度檢測裝置（70)的信號輸出端均與計(jì)數(shù)器（80)的信號輸 入端相連，計(jì)數(shù)器（80)的信號輸出端作為本裝置的信號輸出端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，其特征在于：所述 左角度檢測裝置（60)由第一鋼柵尺（61)、第一讀數(shù)頭（62)和第一電纜（63)組成，第一鋼柵 尺（61)套設(shè)在左旋轉(zhuǎn)主軸（20)的軸身上，第一讀數(shù)頭（62)固定安裝在左軸承座（40)上， 第一讀數(shù)頭（62)與第一鋼柵尺（61)之間有間隙；所述右角度檢測裝置（70)由第二鋼柵尺 (71) 、第二讀數(shù)頭（72)和第二電纜（73)組成，第二鋼柵尺（71)套設(shè)在右旋轉(zhuǎn)主軸（30)的 軸身上，第二讀數(shù)頭（72)固定安裝在右軸承座（50)上，第二讀數(shù)頭（72)與第二鋼柵尺（71) 之間有間隙；所述計(jì)數(shù)器（80)由電纜接口電路（81)、可編程控制器PLC (82)和開關(guān)電源 (83)組成，電纜接口電路（81)分別與可編程控制器PLC (82)、開關(guān)電源（83)雙向通訊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，其特征在于：所述 第一讀數(shù)頭（62)通過第一電纜（63)與計(jì)數(shù)器（80)的信號輸入端相連，所述第二讀數(shù)頭 (72) 通過第二電纜（73)與計(jì)數(shù)器（80)的信號輸入端相連；所述電纜接口電路（81)分別接 市電電源線、RS485串口線、第一電纜（63)和第二電纜（73)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，其特征在于：所述 可編程控制器PLC (82)由左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊、計(jì)算模塊和485通信模塊組 成，所述左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊的輸入端與電纜接口電路（81)的輸出端相連，所 述左脈沖計(jì)數(shù)模塊、右脈沖計(jì)數(shù)模塊的輸出端與計(jì)算模塊的輸入端相連，計(jì)算模塊的輸出 端與485通信模塊的輸入端相連，485通信模塊的輸出端與電纜接口電路（81)的輸入端相 連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種大跨距天線主軸扭轉(zhuǎn)度的檢測裝置，其特征在于：所述 可編程控制器PLC (82)采用CPU226模塊。
【文檔編號】G01B7/30GK204188133SQ201420641229
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】湯輝, 劉喆, 張臘梅 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所