CN107504938A - 一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统及测量方法 - Google Patents

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Abstract

一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统及测量方法，所述系统包括多级液压缸、起竖装置、角度传感器、数据采集装置和激光测距仪。本发明采用激光测距仪测量多级液压缸伸出位移数据，同时采用角度传感器测量起竖角度数据，通过数据采集卡同时采集多级液压缸伸出位移数据和起竖角度数据，确定换级点起竖角度。本方法可以精确确定换级点的起竖角度，具有自动化程度高、操作简单、换级点起竖角度测量精度高，应用灵活方便等优点，为稳定快速的多级液压缸起竖控制方法提供依据，缩短起竖时间，使得起竖装置在起竖过程和回平过程更平稳，解决通过人工判读和间接计算得到换级点起竖角度不准确的问题。

Description

一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统及测量方法
技术领域
本发明涉及起竖角度测量领域，尤其涉及一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统及测量方法。
背景技术
基于多级液压缸的起竖装置在起竖过程中，多级液压缸换级时由于活塞杆截面积突变，造成换级冲击，引起起竖装置明显晃动，对起竖装置造成不良影响。为克服换级冲击，一般采取到达换级点起竖角度前提前减速，起竖装置速度变慢，当起竖角度大于换级点对应的起竖角度后，起竖装置再加速。
在起竖装置起竖、回平过程中，由于换级点起竖角度不准确，需要在预估的换级点起竖角度提前约3度减速，待平稳换级后，再加速。多级液压缸换级点通常有2个～3个，将导致起竖时间增长，难以满足起竖时间要求。因此获取准确的换级点起竖角度非常必要。
换级点起竖角度一般采取人工观察法和理论计算法实现。人工观察法是起竖装置缓慢起竖、回平过程中，调试人员先观察，直到换级冲击发生时，记录起竖角度，该方法缺点是换级点起竖角度误差大。理论计算法是通过多级液压缸换级点设计伸出位移，间接计算换级点的起竖角度，该方法虽然误差减小，但是由于起竖装置变形等因素影响，计算得到的换级点起竖角度不准确。
发明内容
鉴于以上分析，本发明提出一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统及测量方法，采用激光测距仪测量多级液压缸伸出位移数据，同时利用角度传感器测量起竖角度数据，确定换级点起竖角度，解决通过人工判读和间接计算得到换级点起竖角度不准确的问题。
一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统，
所述系统包括多级液压缸、起竖装置、角度传感器、数据采集装置和激光测距仪；
所述多级液压缸的上支点与起竖装置连接；所述角度传感器的转轴与起竖装置的转轴同轴连接；所述激光测距仪的感应部件及激光发射装置分别与多级液压缸的上支点和下支点同轴连接；
所述激光测距仪的输出端及角度传感器的输出端均与数据采集装置的输入端连接。
角度传感器的转轴与起竖装置的转轴同轴连接能够保证精确测量角度值。激光测距仪的感应部件与多级液压缸的上支点同轴连接能够保证精确测量多级液压缸的伸出位移值。
进一步地，所述多级液压缸用于驱动起竖装置实现起竖和回平动作；
所述起竖装置用于固定待发射装置；
所述电源用于为计算机、数据采集卡、角度传感器和激光测距仪供电；
所述角度传感器用于测量起竖装置的角度；
所述计算机用于数据计算，提供数据采集卡安装环境；
所述数据采集卡安装于计算机中，用于采集激光测距仪的位移数据和角度传感器的角度数据；
激光测距仪用于测量多级液压缸的伸出位移。
本发明还提供一种利用上述系统的多级液压缸换级点起竖角度测量方法，所述方法包括以下步骤：
步骤一、搭建所述多级液压缸换级点起竖角度测量系统；
步骤二、启动电源供电；
步骤三、多级液压缸驱动起竖装置缓慢起竖，采集起竖角度和多级液压缸伸出位移值，确定起竖过程多个换级点起竖角度值；
步骤四、多级液压缸驱动起竖装置缓慢回平，采集起竖角度和多级液压缸伸出位移值，确定回平过程多个换级点起竖角度值。
进一步地，所述步骤三具体包括：
步骤3.1、理论设计并记录多级液压缸在起竖过程中的每个换级点的伸出位移值；
步骤3.2、所述多级液压缸驱动起竖装置从0°开始起竖；
步骤3.3、当激光测距仪测量出的多级液压缸的伸出位移值与理论设计的多级液压缸起竖过程第一个换级点的伸出位移值相等时，所述计算机记录此时角度传感器的角度值数据，所述角度值数据即为多级液压缸起竖过程第一个换级点的起竖角度值；
步骤3.4、所述多级液压缸继续驱动起竖装置起竖，直至所有换级点的起竖角度值均被记录；
步骤3.5、所述多级液压缸驱动起竖装置缓慢起竖至90°时，多级液压缸起竖过程换级点起竖角度测量结束。
进一步地，所述步骤四具体包括：
步骤4.1、理论设计并记录多级液压缸在回平过程中的每个换级点的伸出位移值；
步骤4.2、所述多级液压缸驱动起竖装置从90°开始回平；
步骤4.3、当激光测距仪测量出的多级液压缸的伸出位移值与理论设计的多级液压缸回平过程第一个换级点的伸出位移值相等时，所述计算机记录此时角度传感器的角度值数据，所述角度值即为多级液压缸回平过程第一个换级点的起竖角度值；
步骤4.4、所述多级液压缸继续驱动起竖装置回平，直至所有换级点的起竖角度值均被记录；
步骤4.5、所述多级液压缸驱动起竖装置回平至0°时，多级液压缸回平过程换级点起竖角度测量结束。
进一步地，起竖过程中的起竖速度不超过0.1°/s。
进一步地，回平过程中的回平速度不超过0.1°/s。
在起竖和回平过程中控制速度不超过0.1°/s可以保证
本发明有益效果如下：
本方法采用激光测距仪测量多级液压缸伸出位移数据，同时采用角度传感器测量起竖角度数据，通过数据采集卡同时采集多级液压缸伸出位移数据和起竖角度数据，确定换级点起竖角度。本方法可以精确确定换级点的起竖角度，具有自动化程度高、操作简单、换级点起竖角度测量精度高，应用灵活方便等优点，为稳定快速的多级液压缸起竖控制方法提供依据，缩短起竖时间，使得起竖装置在起竖过程和回平过程更平稳，解决通过人工判读和间接计算得到换级点起竖角度不准确的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1是本发明多级液压缸换级点起竖角度测量系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
针对现有多级液压缸换级点起竖角度测量不准确的缺点，本发明提出一种多级液压缸换级点起竖角度测量方法。本方法采用激光测距仪测量多级液压缸伸出位移数据，同时采用角度传感器测量起竖角度数据，通过数据采集卡同时采集多级液压缸伸出位移数据和起竖角度数据，当多级液压缸伸出位移等于换级点设计位移时，此时起竖角度为换级点起竖角度。
以四级液压缸为例，多级液压缸换级点起竖角度测量方法的具体步骤为：
第一步、搭建多级液压缸换级点起竖角度测量系统
多级液压缸换级点起竖角度测量系统，包括：计算机、数据采集卡、角度传感器、激光测距仪、多级液压缸、起竖装置、电源。计算机用于数据计算，提供数据采集卡安装环境。数据采集卡安装于计算机中，用于采集激光测距仪的位移数据和角度传感器的角度数据。角度传感器用于测量起竖装置的角度。激光测距仪用于测量多级液压缸的伸出位移。多级液压缸用于驱动起竖装置实现起竖和回平动作。起竖装置用于固定导弹或发射筒。电源用于计算机、数据采集卡、角度传感器、激光测距仪供电。
角度传感器的输出端与数据采集卡的输入端通过电缆连接。激光测距仪的输出端与数据采集卡的输入端通过电缆连接。电源的输出端分别与计算机、角度传感器、激光测距仪的电源输入端通过电缆连接。角度传感器的转轴与起竖装置的转轴同轴连接，数据采集卡安装在计算机中。多级液压缸上支点与起竖装置铰接，多级液压缸的下支点与发射车车体铰接。激光测距仪与多级液压缸的下支点的同轴安装，激光测距仪感应部件与多级液压缸的上支点同轴安装。
第二步、电源为各用电设备供电
电源分别为计算机、数据采集卡、角度传感器、激光测距仪供电。
第三步、多级液压缸驱动起竖装置缓慢起竖，采集起竖角度和多级液压缸伸出位移值，确定起竖过程多个换级点起竖角度
由于多级液压缸起竖过程中的每个换级点都有理论设计位移值，一般多级液压缸起竖过程换级点不超过三个，以四级液压缸为例，四级液压缸起竖过程有三个换级点。起竖过程中，多级液压缸驱动起竖装置从0°缓慢起竖，起竖速度不超过0.1°/s，同时数据采集卡采集角度传感器的起竖角度数据和激光测距仪的位移数据，在计算机中实时显示起竖角度和多级液压缸的伸出位移值。当激光测距仪的位移值等于多级液压缸起竖过程第一个换级点的理论设计位移值时，计算机记录此时的角度传感器的角度数据，即为多级液压缸起竖过程第一个换级点的起竖角度值。然后，起竖装置继续起竖，起竖速度不超过0.1°/s，数据采集卡采集角度传感器的起竖角度数据和激光测距仪的位移数据，在计算机中实时显示起竖角度和多级液压缸的伸出位移值，当激光测距仪的位移值等于多级液压缸起竖过程第二个换级点的理论设计位移值时，计算机记录此时的角度传感器的角度数据，即为多级液压缸起竖过程第二个换级点的起竖角度值。然后，起竖装置继续起竖，起竖速度不超过0.1°/s，数据采集卡采集角度传感器的起竖角度数据和激光测距仪的位移数据，在计算机中实时显示起竖角度和多级液压缸的伸出位移值，当激光测距仪的位移值等于多级液压缸起竖过程第三个换级点的伸出位移值时，计算机记录此时的角度传感器的角度数据，即为多级液压缸起竖过程第三个换级点的起竖角度值。最后，多级液压缸驱动起竖装置缓慢起竖至90°，起竖速度不超过0.1°/s。
第四步、多级液压缸驱动起竖装置缓慢回平，采集起竖角度和多级液压缸伸出位移值，确定回平过程多个换级点起竖角度
由于多级液压缸回平过程中的每个换级点都有理论设计位移值，一般多级液压缸的换级点不超过三个，以四级液压缸为例，四级液压缸回平过程有三个换级点。回平过程中，多级液压缸驱动起竖装置从90°缓慢回平，回平速度不超过0.1°/s，同时数据采集卡采集角度传感器的起竖角度数据和激光测距仪的位移数据，在计算机中实时显示起竖角度和多级液压缸的伸出位移值。当激光测距仪的位移值等于多级液压缸回平过程第一个换级点的伸出位移值时，计算机记录此时的角度传感器的角度数据，即为多级液压缸回平过程第一个换级点的起竖角度值。然后，起竖装置继续回平，回平速度不超过0.1°/s，数据采集卡采集角度传感器的起竖角度数据和激光测距仪的位移数据，在计算机中实时显示起竖角度和多级液压缸的伸出位移值，当激光测距仪的位移值等于多级液压缸回平过程第二个换级点的伸出位移值时，计算机记录此时的角度传感器的角度数据，即为多级液压缸回平过程第二个换级点的起竖角度值。然后，起竖装置继续回平，回平速度不超过0.1°/s，数据采集卡采集角度传感器的起竖角度数据和激光测距仪的位移数据，在计算机中实时显示起竖角度和多级液压缸的伸出位移值，当激光测距仪的位移值等于多级液压缸回平过程第三个换级点的伸出位移值时，计算机记录此时的角度传感器的角度数据，即为多级液压缸回平过程第三个换级点的起竖角度值。最后，多级液压缸驱动起竖装置缓慢回平至0°，回平速度不超过0.1°/s。
至此，完成了多级液压缸起竖过程和回平过程换级点起竖角度测量。
本方法可以精确确定换级点的起竖角度，具有自动化程度高、操作简单、起竖角度测量精度高，应用灵活方便等优点，为稳定快速的多级液压缸起竖控制方法提供依据。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多级液压缸换级点起竖角度测量系统，其特征在于，所述系统包括多级液压缸、起竖装置、角度传感器、数据采集装置和激光测距仪；
所述多级液压缸的上支点与起竖装置连接；所述角度传感器的转轴与起竖装置的转轴同轴连接；所述激光测距仪的感应部件及激光发射装置分别与多级液压缸的上支点和下支点同轴连接；
所述激光测距仪的输出端及角度传感器的输出端均与数据采集装置的输入端连接。
2.根据权利要求1所述多级液压缸换级点起竖角度测量系统，其特征在于，
所述多级液压缸用于驱动起竖装置实现起竖和回平动作；
所述起竖装置用于固定待发射装置；
所述角度传感器用于测量起竖装置的角度；
所述数据采集装置包括数据采集卡和计算机；所述数据采集卡安装于计算机中，用于采集激光测距仪的位移数据和角度传感器的角度数据；
激光测距仪用于测量多级液压缸的伸出位移。
3.一种利用权利要求1或2所述系统的多级液压缸换级点起竖角度测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一、搭建所述多级液压缸换级点起竖角度测量系统；
步骤二、启动电源供电；
步骤三、多级液压缸驱动起竖装置缓慢起竖，采集起竖角度和多级液压缸伸出位移值，确定起竖过程多个换级点起竖角度值；
步骤四、多级液压缸驱动起竖装置缓慢回平，采集起竖角度和多级液压缸伸出位移值，确定回平过程多个换级点起竖角度值。
4.根据权利要求3所述多级液压缸换级点起竖角度测量方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：
步骤3.1、理论设计并记录多级液压缸在起竖过程中的每个换级点的伸出位移值；
步骤3.2、所述多级液压缸驱动起竖装置从0°开始起竖；
步骤3.3、当激光测距仪测量出的多级液压缸的伸出位移值与理论设计的多级液压缸起竖过程第一个换级点的伸出位移值相等时，所述计算机记录此时角度传感器的角度值数据，所述角度值数据即为多级液压缸起竖过程第一个换级点的起竖角度值；
步骤3.4、所述多级液压缸继续驱动起竖装置起竖，直至所有换级点的起竖角度值均被记录；
步骤3.5、所述多级液压缸驱动起竖装置缓慢起竖至90°时，多级液压缸起竖过程换级点起竖角度测量结束。
5.根据权利要求3所述多级液压缸换级点起竖角度测量方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：
步骤4.1、理论设计并记录多级液压缸在回平过程中的每个换级点的伸出位移值；
步骤4.2、所述多级液压缸驱动起竖装置从90°开始回平；
步骤4.3、当激光测距仪测量出的多级液压缸的伸出位移值与理论设计的多级液压缸回平过程第一个换级点的伸出位移值相等时，所述计算机记录此时角度传感器的角度值数据，所述角度值即为多级液压缸回平过程第一个换级点的起竖角度值；
步骤4.4、所述多级液压缸继续驱动起竖装置回平，直至所有换级点的起竖角度值均被记录；
步骤4.5、所述多级液压缸驱动起竖装置回平至0°时，多级液压缸回平过程换级点起竖角度测量结束。
6.根据权利要求4所述多级液压缸换级点起竖角度测量方法，其特征在于，起竖过程中的起竖速度不超过0.1°/s。
7.根据权利要求5所述多级液压缸换级点起竖角度测量方法，其特征在于，回平过程中的回平速度不超过0.1°/s。
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