本发明涉及用于特种设备的大阵面天线的架设与撤收机构(含俯仰对称机构、仿生机构、门架机构、阵面翻转机构、转台锁紧机构)在装配、调试及验收时必用之测试装置。
背景技术：
随着现代战争的需要，现代地面特种设备广泛采用大惯量的平面阵列天线，并朝着高机动和快速反应的方向发展。高机动的机械性能必然要求对大阵面天线进行化整为零的处理。
这样在大阵面天线的架设与撤收时，若花费大量的人力和时间去加装与拆卸，这种特种设备就丧失了快速反应能力，不能满足现代战争的需要。
为此，大阵面天线的架设与撤收普遍采用机电设备控制多个机械执行机构的运动及配合来代替人工加装与拆卸。但这种大阵面天线的架设与撤收机构(含俯仰对称机构、仿生机构、门架机构、阵面翻转机构、转台锁紧机构)的装配与调试要求较高，生产线现有的测试装置功能单一、体积较大、内部器件较多、中间转换繁琐、故障率高、成本居高(含有plc控制模块)，而且在大阵面天线外围传感器未安装到位的情况下不能使用。
生产线迫切希望有一种能将多种功能集中于一体、体积小、携带方便、操作简单、可靠性高、成本低廉的测试装置来替代原有的测试装置。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种大阵面天线的架设与撤收测试装置，以方便大阵面天线的架设与撤收机构的装配、调试及验收。
为此，本发明提供了一种大阵面天线架设与撤收机构测试装置，所述架设与撤收机构包括俯仰对称机构、转台锁紧机构、以及由液压泵站电磁阀组集中控制的仿生机构和门架机构和阵面翻转机构，所述测试装置包括箱体、总电源开关、24v电源模块、第一交流伺服驱动器、以及第二交流伺服驱动器，还包括操作面板，其上设置有仿生臂控制开关、门架升降开关、门架插销开关、阵面翻转开关、阵面插销开关、速度控制开关、伺服使能开关、天线上仰开关、天线下俯开关、转台锁紧开关、以及转台释放开关，所述箱体中引入三相交流电源，用于向所述第一交流伺服驱动器、第二交流伺服驱动器、24v电源模块提供工作电源，并且通过所述转台锁紧开关和转台解锁开关向所述转台锁紧机构的锁紧电机提供工作电源，所述24v电源模块用于向所述第一交流伺服驱动器、第二交流伺服驱动器提供控制电源，并且通过仿生臂控制开关、门架升降开关、门架插销开关、阵面翻转开关、阵面插销开关、速度控制开关向液压泵站电磁阀组提供控制电源，其中，所述第一交流伺服驱动器和第二交流伺服驱动器的参数设置一致，以使所述俯仰对称机构的两台交流伺服电机在转速上同步。
进一步地，上述大阵面天线架设与撤收机构测试装置还包括接口背板，其上设置有总电源插座、下泵站控制插座、上泵站控制插座、泵站电机插座、锁紧电机插座、第一俯仰驱动插座、第一俯仰编码插座、第二俯仰驱动插座、以及第二俯仰编码插座。
进一步地，上述箱体的顶壁开设有监视窗口，用于监视所述第一交流伺服驱动器和第二交流伺服驱动器的显示屏的显示参数。
进一步地，上述仿生臂控制开关、门架升降开关、门架插销开关、阵面翻转开关、阵面插销开关、速度控制开关、伺服使能开关、天线上仰开关、天线下俯开关、转台锁紧开关、以及转台释放开关均为多刀多位组合开关。
进一步地，上述操作面板的左右两侧设置有保护提手。
进一步地，上述第一交流伺服驱动器和所述第二交流伺服驱动器二者的控制端口带有使能控制位svon、数字速度选择控制位spd1、以及数字速度选择控制位spd2，其中，所述伺服使能开关连接至所述第一交流伺服驱动器和第二交流伺服驱动器二者的使能控制位svon，用于控制交流驱动器工作或待机；所述天线上仰开关连接至所述第一交流伺服驱动器和第二交流伺服驱动器二者的数字速度选择控制位spd1，所述天线下俯天线开关连接至所述第一交流伺服驱动器和第二交流伺服驱动器二者的数字速度选择控制位spd2，其中，所述第一交流伺服驱动器和所述第二交流伺服驱动器的速度给定由所述速度选择控制位spd1、spd2的组合方式确定。
本发明的测试装置成功地将大阵面天线的架设与撤收机构(含俯仰对称机构、仿生机构、门架机构、阵面翻转机构、转台锁紧机构)所有功能测试进行整合与优化后集中于一体、体积小、携带方便、操作简单、可靠性高、成本低廉，能够有效地解决生产线和用户使用上的诸多问题。利用本测试装置能够非常方便地进行大阵面天线的俯仰对称机构、仿生机构、门架机构、阵面翻转机构、转台锁紧机构的装配、调试及验收，同时可作为特种设备的配套设备提供给用户，方便用户在大阵面天线的维修、维护及伺服控制系统不能正常工作时应急使用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是基于本发明一实施例的某型特种设备大阵面天线的架设与撤收机构测试装置的原理框图；
图2是基于本发明一实施例的某型特种设备大阵面天线的架设与撤收机构测试装置的操作面板的示意图；
图3是基于本发明一实施例的某型特种设备大阵面天线的架设与撤收机构测试装置的对外接口的示意图；
图4是基于本发明一实施例的某型特种设备大阵面天线的架设与撤收机构测试装置的箱体结构示意图；
图5是基于本发明一实施例的测试装置中的交流伺服驱动器控制端口图；
图6是基于本发明一实施例的测试装置中的交流伺服驱动器速度给定选择图；
图7是基于本发明一实施例的测试装置中的转台锁紧机构控制原理图；
图8是基于本发明一实施例的测试装置中的仿生机构控制原理图；
图9是基于本发明一实施例的测试装置中的门架机构控制原理图；以及
图10是基于本发明一实施例的测试装置中的阵面翻转机构控制原理图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1至图10示出了根据本发明的一些实施例。
基于本发明的测试装置将特种设备大阵面天线的架设与撤收机构的所有功能测试进行整合与优化后集中于一体。如图1所示，该架设与撤收机构包括俯仰对称机构10、转台锁紧机构20、由液压泵站电磁阀组60集中控制的仿生机构30、门架机构40、以及阵面翻转机构50。
结合参照图1和图4，本测试装置包括总电源开关120、箱体140、24v电源模块150、第一交流伺服驱动器160、以及第二交流伺服驱动器170。本测试装置还包括设置在箱体10上的操作面板110和接口背板130。
三相四线交流电源进入本测试装置的经总电源开关120后分别为下列单元提供工作电源：(1)交流伺服驱动器1和交流伺服驱动器2的工作电源；(2)24v电源模块的工作电源；(3)液压系统泵电机的工作电源；(4)转台锁紧机构电机的工作电源(经两只多刀多位组合开关切换提供)。
其中，24v电源模块输出的直流24v分别为下列单元提供控制电源：(1)交流伺服驱动器1、2的控制电源；(2)液压系统电磁阀组的控制电源(经多刀多位组合开关提供)。
其中，多刀多位组合开关控制的对象：(1)交流伺服驱动器1、2的使能及电机的转向与速度控制；(2)液压系统电磁阀组的打开与关闭。
如图2所示，该操作面板110上布置有：高速/低速开关103、仿生机构测试开关105、门架机构测试开关107和109、阵面翻转机构测试开关102和104、俯仰对称机构测试开关106、108和112、以及转台锁紧机构测试开关114和116。其中，总电源开关120也布置在操作面板110上。
其中，总电源开关120优选为三相空气开关，用于控制测试装置总电源的开启与关闭。
高速/低速开关103优选为多刀多位组合开关，用于控制液压泵站电磁阀组驱动门架机构和阵面翻转机构运行速度在高速与低速之间切换。
仿生机构测试开关105为用于仿生臂放/仿生臂收的开关。该仿生臂放/仿生臂收开关优选为多刀多位组合开关，用于控制液压电磁阀组驱动仿生机构的运动方向及压力。
门架机构测试开关包括用于门架举升/门架下降的开关107和用于门架插销/门架拔销的开关109。
门架举升/门架下降开关优选为多刀多位组合开关，用于控制液压电磁阀组驱动门架机构的运动方向及压力。门架插销/门架拔销开关优选为多刀多位组合开关，用于控制液压电磁阀组驱动门架机构的插销运动方向及压力。
阵面翻转机构测试开关包括用于阵面合拢/阵面分开的开关102和用于阵面插销/阵面拔销的开关104。
阵面合拢/阵面分开开关优选为多刀多位组合开关，用于控制液压电磁阀组驱动阵面翻转机构的运动方向及压力。阵面插销/阵面拔销开关优选为多刀多位组合开关，用于控制液压电磁阀组驱动阵面翻转机构的插销运动方向及压力。
俯仰对称机构测试开关包括用于伺服使能的开关106、用于天线上仰的开关108、以及用于天线下俯的开关112。
伺服使能开关优选为多刀多位组合开关，用于同时控制两只交流驱动器工作或待机。天线上仰开关优选为多刀多位组合开关，用于同时控制两只交流驱动器驱动两只交流伺服电机按相同的速度正向牵引俯仰对称机构实现天线上仰。天线下俯开关优选为多刀多位组合开关，用于同时控制两只交流驱动器驱动两只交流伺服电机按相同的速度反向牵引俯仰对称机构实现天线下俯。
转台锁紧机构测试开关包括用于转台锁紧的开关114和用于转台解锁的开关116。
转台锁紧开关优选为多刀多位组合开关，用于控制转台锁紧机构的交流异步电机正向旋转牵引转台锁紧机构实现转台锁紧。转台解锁开关优选为多刀多位组合开关，用于控制转台锁紧机构的交流异步电机反向旋转牵引转台锁紧机构实现转台解锁。
操作面板110的两侧分别设有保护提手101和111，该保护提手101和111高出各开关，对各开关进行保护。优选地，该操作面板110上设有透明护盖，以对各开关进行保护。
如图3所示，该对外接口包括：插座xs01、插座xs02、插座xs03、插座xs04、插座xs05、插座xs06、插座xs07、插座xs08、以及插座xs09。
插座xs01：总电源插座131，用于三相四线电源的输入。
插座xs02：下泵站(门架机构、仿生机构)控制插座133，用于下列控制信号的输出：(1)仿生臂放/仿生臂收的液压电磁阀组控制信号；(2)门架举升/门架下降的液压电磁阀组控制信号；以及(3)门架插销/门架拔销的液压电磁阀组控制信号。
插座xs03：上泵站(阵面翻转机构)控制插座135，用于下列控制信号的输出：(1)阵面合拢/阵面分开的液压电磁阀组控制信号；以及(2)阵面插销/阵面拔销的液压电磁阀组控制信号。
插座xs04：泵站电机插座137，用于液压泵站电机电源的输出。
插座xs05：锁紧电机插座139，用于转台锁紧机构交流异步电机电源的输出。
插座xs06：第一俯仰驱动插座132，用于驱动俯仰对称机构交流伺服电机1的动力输出。
插座xs07：第一俯仰编码插座134，用于俯仰对称机构交流伺服电机1的编码信号输入。
插座xs08：第二俯仰驱动插座136，用于驱动俯仰对称机构交流伺服电机2的动力输出。
插座xs09：第二俯仰编码插座138，用于俯仰对称机构交流伺服电机2的编码信号输入。
如图4所示，在一实施例中，本测试装置是一个长×高×深为400mm×198.5mm×307mm的小型控制箱，在保证实现功能、节约成本、提高可靠性的前提下，尽可能压缩器件的品种与数量，该测试装置内装有两只交流伺服驱动器模块，用于大阵面天线俯仰对称机构的测试，采用多位组合开关，用于仿生机构、门架机构、阵面翻转机构、转台锁紧机构的测试。
下面对各机构的测试原理进行说明。
1、俯仰对称机构控制测试
俯仰对称机构测试时需左、右机构保持同步运动，本测试装置省去了用于同步对称机构的plc控制模块及相关软件，通过修改交流伺服驱动器的内部参数，充分利用交流伺服自身的速度闭环系统，使对称机构的左、右两边保持同步运动。
如图1所示，交流伺服驱动器与交流伺服电机自身即构成速度闭环控制系统(本测试装置也充分利用其自身速度闭环控制)，交流伺服驱动器的动力输出驱动交流伺服电机转动，同时交流伺服电机将实际转速通过编码器反馈给交流伺服驱动器，供交流伺服驱动器计算电机当前转速以实现速度闭环控制，使交流伺服电机转速稳定在设定转速。本发明将双交流伺服驱动器的参数设置成完全一致(相同的加、减速时间，相同的运动速度)，保证了两台交流伺服电机在转速上严格同步，从而牵引俯仰对称机构的左、右机构同步上仰或下俯。
在一实施例中，控制俯仰对称机构的双交流伺服驱动器应用于本测试装置时需设置的参数项有：(1)面板显示参数项，其中本测试装置设为监视扭矩；(2)数字速度参数项，其中本测试装置数字速度命令1、2分别设为+1000、-1000；(3)加速时间参数项，其中本测试装置设为2秒；以及(4)减速时间参数项，其中本测试装置设为2秒。
经此设置的双交流伺服驱动器就能以相同的加、减速时间运行在设定的速度，从而保证两台交流伺服电机同步牵引俯仰对称机构上仰或下俯，同时将左、右机构在运动过程中的受力大小显示在交流伺服驱动器的自带面板上。
在一实施例中，控制俯仰对称机构的双交流伺服驱动器控制端口自带有“使能(svon)”和“数字速度”选择控制位(spd1、spd2)，其中，使能控制位用于控制交流驱动器工作或待机；数字速度选择控制位由spd1、spd2组合使用，用于选择速度给定，交流伺服驱动器控制端口图在图5中示出。
本测试装置的伺服使能开关连接“svon”端口，必须同时控制两只交流驱动器工作或待机；天线上仰和天线下俯开关分别连接两只交流驱动器“spd1”和“spd2”端口，用于选择数字速度控制两只交流驱动器驱动两只交流伺服电机按相同的速度正向或反向牵引俯仰对称机构实现天线上仰或下俯。数字速度选择控制位spd1、spd2的组合方式决定了速度给定，交流伺服驱动器速度给定选择如图6所示。
本测试装置的天线上仰和天线下俯开关分别连接“spd1”和“spd2”端口，供选择的速度给定实例如下：
天线上仰开关接通时选择数字速度命令1(已设为+1000)，交流伺服电机按设定的数字速度正转，牵引俯仰对称机构实现天线上仰。
天线下俯开关接通时选择数字速度命令2(已设为-1000)，交流伺服电机按设定的数字速度反转，牵引俯仰对称机构实现天线下俯。
天线上仰和天线下俯两只开关都接通时选择数字速度命令3(已设为0)，交流伺服电机停转。
天线上仰和天线下俯两只开关都接关断时选择模拟速度命令(本测试装置无模拟速度给定)，交流伺服电机停转。
扭矩平衡度是测试俯仰对称机构安装、调试是否合格的重要指标，交流伺服电机牵引俯仰对称机构在上仰或下俯运动过程中的扭矩，会实时显示在交流伺服驱动器自带显示屏上，为安装、调试及检验人员提供直接的依据，同时本装置非常方便地测试俯仰对称机构在运动过程中的位置同步性及是否存在卡顿或卡死现象。
2、转台锁紧机构测试
控制转台锁紧机构的交流异步电机的是两只多刀多位组合开关，三相交流电源l1、l2、l3分别接在两只开关的同一组常开触点上并作相序变换处理；两只多刀多位组合开关的公共端分别短接并输出给交流异步电机实现正、反转，从而牵引转台锁紧机构实现转台锁紧与转台解锁。控制原理如图7所示。
本测试装置的“转台锁紧”与“转台解锁”接通时对应功能如下：
转台锁紧开关接通，控制转台锁紧机构的交流异步电机正向旋转牵引转台锁紧机构实现转台插销。
转台解锁开关接通，控制转台锁紧机构的交流异步电机反向旋转牵引转台锁紧机构实现转台拔销。
本测试装置非常方便地测试转台锁紧机构在运动过程中是否存在卡顿或卡死现象，为安装、调试及检验人员提供直接的依据。
3、仿生机构测试
本测试装置的“仿生臂放”与“仿生臂收”由同一开关的两组常开触点分别控制，控制原理如图8所示。当仿生臂收放开关的公共端1、2、3与常开触点5、6、7接通时，“收拢”、“高压”、“小泵卸荷”电磁阀得电，驱动仿生机构进行收拢运动。
当仿生臂收放开关的公共端1、2、3与常开触点9、10、11接通时，“放落”、“低压”、“小泵卸荷”电磁阀得电，驱动仿生机构进行放落运动。
本测试装置非常方便地测试仿生机构在运动过程中是否存在卡顿或卡死现象，为安装、调试及检验人员提供直接的依据。
4、门架机构测试
本测试装置的“门架举升”与“门架下降”由同一开关的两组常开触点分别控制；
“门架举升”到位的插销锁紧与“门架下降”开始前的插销解锁由另一开关的两组常开触点分别控制，控制原理如图9所示。
当门架升降开关的公共端1、2与常开触点5、6接通时，“举升”、“高压”电磁阀得电，驱动门架机构进行上升运动；运动过程中的速度快慢受速度控制开关控制，速度控制开关的公共端4与常开触点12接通时，高速运行；速度控制开关的公共端4与常开触点8接通时，低速运行。
当门架升降开关的公共端1、2与常开触点9、10接通时，“下降”、“高压”电磁阀得电，驱动门架机构进行下降运动；运动过程中的速度快慢受速度控制开关控制，速度控制开关的公共端4与常开触点12接通时，高速运行；速度控制开关的公共端4与常开触点8接通时，低速运行。
当门架插销开关的公共端1、2、3与常开触点5、6、7接通时，“拔销”、“大泵卸荷”电磁阀得电，驱动门架机构进行拔销动作。
当门架插销开关的公共端1、2、3与常开触点9、10、11接通时，“插销”、“低压”、“大泵卸荷”电磁阀得电，驱动门架机构进行插销动作。
本测试装置非常方便地测试门架机构(含门架插销)在运动过程中平稳性及是否存在卡顿或卡死现象，为安装、调试及检验人员提供直接的依据。
5、阵面翻转机构测试
本测试装置的“阵面合拢”与“阵面分开”由同一开关的两组常开触点分别控制；
“阵面合拢”与“阵面分开”到位的插销锁紧，“阵面合拢”与“阵面分开”开始前的插销解锁由另一开关的两组常开触点分别控制，控制原理如图10所示。
当阵面翻转开关的公共端1、2与常开触点5、6接通时，“分开”、“高压”电磁阀得电，驱动阵面翻转机构进行分开运动；运动过程中的速度快慢受速度控制开关控制，速度控制开关的公共端1与常开触点9接通时，高速运行；速度控制开关的公共端1与常开触点5接通时，低速运行。
当阵面翻转开关的公共端1、2与常开触点9、10接通时，“合拢”、“高压”电磁阀得电，驱动阵面翻转机构进行合拢运动；运动过程中的速度快慢受速度控制开关控制，速度控制开关的公共端1与常开触点9接通时，高速运行；速度控制开关的公共端1与常开触点5接通时，低速运行。
当阵面插销开关的公共端1、2与常开触点5、6接通时，“拔销”电磁阀得电，驱动阵面翻转机构进行拔销动作。
当阵面插销开关的公共端1、2与常开触点9、10接通时，“插销”、“低压”电磁阀得电，驱动阵面翻转机构进行插销动作。
本测试装置非常方便地测试阵面翻转机构(含阵面插销)在运动过程中平稳性及是否存在卡顿或卡死现象，为安装、调试及检验人员提供直接的依据。
本发明的测试装置的优点如下：
1、将多种功能集中于一体：本测试装置将生产线使用的“俯仰机构测试装置”、“仿生机构测试装置”、“门架机构测试装置”、“阵面翻转机构测试装置”、“转台锁紧机构测试装置”进行整合并优化，使本测试装置利用较少的器件，实现较多的功能。
2、充分利用交流伺服自同步功能：本测试装置虽然省去了用于同步对称机构的plc控制模块及相关软件，但是完全可以通过修改交流伺服驱动器的内部参数，充分利用交流伺服自身的速度闭环系统，使对称机构的左、右两边保持同步运动，同时将对称机构左、右两边的受力大小显示在交流伺服驱动器的自带面板上。
3、结构小巧、携带方便：本测试装置最大化地压缩了器件的品种与数量，同时优化了器件布局，使得整个测试装置结构小巧、携带方便。
4、操作简单、可靠性高、成本低廉：本测试装置的前面板就是操作面板，只需操作面板开关就可实现所有功能，各开关按功能集中布置，开关所置位置与对应功能标识清楚，由于器件品种与数量都较少，同时省去了plc控制模块和中间继电器等转换器件，不仅大大地提高了可靠性，也节约了成本。
5、使用条件不受限制：由于省去了plc控制模块及“对称同步软件”和“液压电磁阀组控制软件”，使本测试装置在大阵面天线外围传感器未安装到位的情况下也能使用。
6、易于维护、移植：本测试装置提供给使用者操作的只有面板开关，开关损坏时，操作人员可自行更换，其它特种设备或民用设备中具有类似机构，只需替换交流伺服驱动器，调整接线关系便能成功移植。
7、使用范围广：本测试装置不但可用于特种设备的大阵面天线的架设与撤收机构(含俯仰对称机构、仿生机构、门架机构、阵面翻转机构、转台锁紧机构)在生产线的装配、调试及验收，同时可作为特种设备的配套装置提供给用户，方便用户在大阵面天线的维修、维护及控制系统不能正常工作时应急使用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。