一种车载平台高精度自动调平控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及调平控制技术，本实用新型公开了一种车载平台高精度自动调平控制系统，其具体包括：处理器、倾角传感器以及分别安装在四个支承腿上的高度调整装置，所述倾角传感器安装在平台上，用于检测平台的倾角，所述处理器分别与倾角传感器、四个支承腿上的高度调整装置信号连接，根据倾角传感器获取到的平台倾角，发送控制信号给四个支承腿上的高度调整装置，控制高度调整装置中的执行机构完成高度调整。本实用新型通过倾角传感器检测到的倾角，处理器计算后得出四个高度调整装置分别需要调整的高度，并将该控制信号分别传输给四个高度调整装置，从而实现高精度自动的调平控制。
【专利说明】
一种车载平台高精度自动调平控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及调平控制技术领域，特别涉及一种车载平台高精度自动调平控制系统。
【背景技术】
[0002]自动调平技术在工业自动化和军工装备上应用越来越广泛。军工方面可应用于在火炮、导弹、雷达、激光武器、光电测量仪器等军用领域;工业自动化方面可应用于汽车车身姿态控制、重型起重机、静力压粧机等。
[0003]车载雷达装置以及车载炮弹发射装置等军用设备，往往要求能够快速准确的调节平台的水平精度，以在战争中赢得快速性与主动性。以车载雷达装置为例，其车载平台水平度的调节时间约占整车就位工作的三分之一左右，如何有效的减少调平时间，提高调平精度在车载雷达调平系统中显的尤为重要。
[0004]目前国内车载平台多采用电液式调平系统，具有结构简洁，运行平稳，负载能力大等优点。但是出于其自身特性的限制，造成诸如系统维护和保养要求高；系统反应慢，具有一定的滞后现象；系统容易漏油，很难长时间保持水平角度的不变化，对油的清洁度要求尚;系统结构复杂，造价成本尚等缺点。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于:针对现有技术中的调平控制系统存在的上述技术问题，本实用新型公开了一种新的车载平台高精度自动调平控制系统。
[0006]本实用新型采用的技术方案是这样的:
[0007]本实用新型公开了一种车载平台高精度自动调平控制系统，其具体包括:处理器、倾角传感器以及分别安装在四个支承腿上的高度调整装置，所述倾角传感器安装在车载平台上，用于检测车载平台的倾角，所述处理器分别与倾角传感器、四个支承腿上的高度调整装置信号连接，根据倾角传感器获取到的车载平台倾角，发送控制信号给四个支承腿上的高度调整装置，控制高度调整装置中的执行机构完成高度调整。本实用新型通过倾角传感器检测到的倾角，处理器计算后得出四个高度调整装置分别需要调整的高度，并将该控制信号分别传输给四个高度调整装置，从而实现高精度自动的调平控制。
[0008]更进一步地，上述高度调整装置包括驱动器、电机和执行机构，驱动器接收处理器的控制信号，并将控制信号发送给电机，电机驱动执行机构完成高度调整。从而实现支腿的上升和下降。
[0009]更进一步地，上述高度调整装置还包括两个限位开关，限位开关分别安装在四个支腿的上、下止点。本车载平台调平控制系统的执行机构是螺旋升降机，螺旋升降机由电机和丝杠机构组成。螺旋升降机的作用就是将电机的旋转运动转变为支腿的直线运动，从而达到支腿上升和下降的目的。设置限位开关的目的是为了防止支腿的上升和下降超出支腿的有效行程。
[0010]更进一步地，上述两个限位开关安装的方向相反，上止点限位开关连杆驱动开关安装的方向向下，下止点限位开关的连杆驱动开关安装的方向向上。限位模块的硬件由限位开关和金属限位卡条组成。当支腿下降时，为使金属限位卡条的顶部能触碰到安装在上止点的限位开关，限位开关应向下安装。当支腿上升时，为使金属卡条内部的凹槽能触碰安装在下止点的限位开关，限位开关应向上安装。
[0011]更进一步地，上述调平控制系统还包括显示器，所述显示器信号连接处理器。通过显示器显示调平过程，方便使用。
[0012]更进一步地，上述调平控制系统还包括输入按键，所述输入按键信号连接处理器。输入按键用于输入用户的参数，处理器可以根据用户输入的参数来完成自动调平控制，根据用户的需求完成相应的调平控制。
[0013]更进一步地，上述倾角传感器为双轴倾角传感器，分别检测平台偏离X、Y轴的角度。采用双轴传感器，分别检测，提高调平精度。
[0014]更进一步地，上述按键包括紧急停止按键、平台整体的上升和下降按键、单个支腿的上升和下降按键和调平按键。每个按键对应处理器中不同的控制参数，从而实现不同的控制。
[0015]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:本实用新型所述车载平台自动调平控制系统实现调平时间和调平精度等重要指标均处于国内较高水平。通过改变质心位置的试验方法验证了该车载平台具有良好的动态稳定性。具体的实现过程是通过对在配重偏移试验平台质心不同距离的情况下分别测得的在测量前稳态时，动态时和测量后稳态时平台的x、Y轴角度偏移均值的对比试验来说明试验平台在不同方向的机械稳定性。本实用新型采用最高点不动的“追逐式”调平策略，保证平台支腿的伸长量尽可能小，具有调平精度高，调平时间短等优点。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的车载平台高精度自动调平控制系统的结构示意图。
[0017]图2为最高点不动调平策略示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例，对本实用新型作详细的说明。
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]本实用新型公开了一种车载平台高精度自动调平控制系统，其具体包括处理器(TMS320F2812)、两相混合步进电机(对应图1上的电机1、2、3、4)、电机驱动器(对应图1上驱动器1、2、3、4)、螺旋升降机(图上的执行机构)、双轴倾角传感器(HCA520T)、限位开关。每个电机对应一个驱动器和一个执行机构，执行机构比如螺旋升降机。
[0021]其中车载平台的支承采用四点支承试验平台，每个支腿均由螺旋升降机及相应结构件组成，电机驱动丝杠机构转变为直线运动，实现支腿的上升和下降。
[0022]本车载平台调平控制系统的执行机构是螺旋升降机，螺旋升降机由电机和丝杠机构组成。螺旋升降机的电机经过齿轮减速后，带动丝杆螺母，把电机的旋转运动变成直线运动，利用电机正反转完成推杆动作。
[0023]本实用新型采用保持最高点不动的“追逐式”调平方案。
[0024]“最高点不动”调平方法的实现过程是:首先将采集到的倾角传感器角度信号传输进处理器，处理器通过控制策略计算出平台的最高点，同时计算各支腿到最高点支腿的距离差;将这个距离差传送给执行机构，驱动电机使各个支腿上升不同的距离，当各支腿达到最高位置时，支腿停止运动，此时平台处于水平状态。
[0025]如图2所示，图中β为平台的俯仰角，α为平台的滚转角，序号I，2，3，4为支腿的编号。若俯仰角和滚转角的初始值为αο>0，βο>0，则2号支腿是最高点，4号支腿为最低点。通过倾角传感器的输出值，可以计算出2号支腿距离其余各个每个支腿的距离，驱动电机使各个支腿上升不同的距离，当各支腿达到最高位置时，支腿停止运动，此时平台处于水平状态。
[0026]利用DSP(系统主控模块)技术来实现车载平台自动调平控制，采用性价比较高的TMS320F2812 芯片。
[0027]采用HCA520T双轴倾角传感器，输出平台的俯仰角和侧倾角度值。
[0028]俯仰角和侧倾角事实上就是分别绕着惯性坐标系οχ和oy轴旋转的角度，也可以分别称为俯仰角和滚转角。
[0029]为了保证平台运行的安全，分别在4个支腿的上、下止点安装限位开关，两个限位开关安装的方向是相反的，上止点限位开关连杆驱动开关安装的方向向下，下止点限位开关的连杆驱动开关安装的方向向上。
[0030]本实用新型利用人机界面来实现控制的目的，人机界面包括按键的识别，将按键的值传输给控制系统使控制系统来完成相应的动作，同时将平台各种运行情况实时显示。
[0031]系统软件采用模块化设计，包括电机驱动模块、按键识别、传输模块、双轴倾角传感器信号采集模块、LCD驱动模块、脉冲计数模块、调平模块和限位模块。本实用新型中的软件属于现有软件的具体应用，本实用新型未对软件进行改进，也不要求保护。
[0032]控制系统设计相应按键功能，车载平台可实现“紧急停止”、“平台整体的上升和下降”、“单个支腿的上升和下降”和“调平”等功能。
[0033]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在具体包括:处理器、倾角传感器以及分别安装在四个支承腿上的高度调整装置，所述倾角传感器安装在车载平台上，用于检测车载平台的倾角，所述处理器分别与倾角传感器、四个支承腿上的高度调整装置信号连接，根据倾角传感器获取到的车载平台倾角，发送控制信号给四个支承腿上的高度调整装置，控制高度调整装置中的执行机构完成高度调整。2.如权利要求1所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述高度调整装置包括驱动器、电机和执行机构，驱动器接收处理器的控制信号，并将控制信号发送给电机，电机驱动执行机构完成高度调整。3.如权利要求1所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述高度调整装置还包括两个限位开关，限位开关分别安装在四个支腿的上、下止点。4.如权利要求3所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述两个限位开关安装的方向相反，上止点限位开关连杆驱动开关安装的方向向下，下止点限位开关的连杆驱动开关安装的方向向上。5.如权利要求1所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述调平控制系统还包括显示器，所述显示器信号连接处理器。6.如权利要求1所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述调平控制系统还包括输入按键，所述输入按键信号连接处理器。7.如权利要求1所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述倾角传感器为双轴倾角传感器，分别检测平台偏离X、Y轴的角度。8.如权利要求6所述的车载平台高精度自动调平控制系统，其特征在所述输入按键包括紧急停止按键、平台整体的上升和下降按键、单个支腿的上升和下降按键和调平按键。
【文档编号】G05D3/12GK205721391SQ201620556743
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】张霞, 黄岚
【申请人】成都师范学院