CN109101045A - 一种小型转台的寻零装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型转台的寻零装置，包括：方位接近开关、俯仰接近开关、微型处理器、电源；其中，方位接近开关安装在转台方位旋转机构的定轴内，能够被方位旋转机构动轴上的触发块触发，方位旋转机构动轴上的触发块与方位接近开关完全接触时为方位零位；俯仰接近开关安装在俯仰旋转机构的定轴内，能够被俯仰旋转机构动轴上的触发块触发，俯仰旋转机构动轴上的触发块与俯仰接近开关完全接触时为俯仰零位；实现了转台开展小型化设计时，在对定位精度要求不高的情况下，可以采用本发明的寻零装置，在满足寻零的功能下，减小了转台体积，有利于转台的小型化设计的技术效果。

Description

一种小型转台的寻零装置

技术领域

本发明涉及伺服控制领域，具体地，涉及一种小型转台的寻零装置。

背景技术

转台一般在方位、俯仰旋转机构上加装绝对式编码器、旋转变压器等测角设备，用于标定转台的相对零位以及位置反馈控制。小型转台驱动部分大多使用步进电机，在不失步的情况下位置开环控制也可以达到非常高的精度，因此，只要解决转台相对零位的标定问题，既可不安装绝对式编码器或旋转变压器等测角设备，有效的节省了转台内部的空间。

转台在进行小型化设计时，测角设备将占用较大的内部空间，否则将无法获取转台相对零位，因此测角设备影响了转台小型化的发展趋势。

发明内容

本发明提供了一种小型转台的寻零装置，解决了现有的转台在进行小型化设计时存在的不足，实现了转台开展小型化设计时，在对定位精度要求不高的情况下，可以采用本发明的寻零装置，在满足寻零的功能下，减小了转台体积，有利于转台的小型化设计的技术效果。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种小型转台的寻零装置，所述装置包括：

方位接近开关、俯仰接近开关、微型处理器、电源；其中，方位接近开关、俯仰接近开关、微型处理器均与电源连接；方位接近开关和俯仰接近开关的输出信号连接至微型处理器；方位接近开关安装在转台方位旋转机构的定轴内，能够被方位旋转机构动轴上的触发块触发，方位旋转机构动轴上的触发块与方位接近开关完全接触时为方位零位；俯仰接近开关安装在俯仰旋转机构的定轴内，能够被俯仰旋转机构动轴上的触发块触发，俯仰旋转机构动轴上的触发块与俯仰接近开关完全接触时为俯仰零位。

进一步的，所述装置的工作过程为：步骤a：启动蓄电池的供电，微型处理器上电后自动运行寻零程序；

步骤b：转台基于微型处理器的控制指令，方位旋转机构动轴以速度Vaz顺时针旋转至方位接近开关上方时，方位接近开关触发，微型处理器接收到方位接近开关的电平变化信号；

步骤c：微处理器记录当前时刻，方位旋转机构动轴继续顺时针旋转；

步骤d：方位旋转机构动轴继续旋转atan(2r/R)/Vaz的时间后，方位旋转机构动轴停止运行，此时方位位置为方位相对零位，r为接近开关半径，R为接近开关距离回转中心半径；

步骤e：重复步骤b-步骤d，俯仰旋转机构动轴以速度Vel向下运行，微处理器对俯仰接近开关进行采样，俯仰接近开关被触发后继续运动atan(2r/R)的时间，此时俯仰位置为俯仰相对零位。

进一步的，当接近开关正上方触发范围内无触发块时，接近开关输出低电平；当触发块移动至接近开关上方触发范围内时，接近开关输出高电平。

进一步的，装置的寻零精度计算为：

接近开关安装位置距旋转中心R，接近开关重复精度e₁，寻零时轴系运动速度V，微处理器采集I/O信号时延为Ts，零位标校方法精度如下：

由信号时延产生的误差：e_n＝V*Ts；其中n为采样时延产生的次数；

零位标校误差：

其中，方位旋转机构采用现有的方式安装在转台基座上，承载转台方位框之间，通过方位旋转机构方位框可沿方位方向自由旋转；俯仰旋转机构采用现有的方式安装在方位框上，承载俯仰框，通过俯仰旋转机构俯仰框可沿俯仰方向自由旋转。本申请中的转台以及旋转机构均采用现有的方式进行安装，方位旋转机构就是承载方位框并能够让方位框自由旋转，俯仰旋转机构同理。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

转台开展小型化设计时，在对定位精度要求不高的情况下，可以采用本发明的寻零装置，在满足寻零的功能下，减小了转台体积，有利于转台的小型化设计。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明的接近开关触发示意图；

图2是本发明的方位寻零示意图；

图3是本发明的俯仰寻零示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1，本申请提供了一种小型转台的寻零装置，所述的小型转台寻零装置包括方位接近开关，俯仰接近开关，微型处理器；其中，方位寻零开关安装在转台方位旋转机构的定轴上，可以被方位旋转机构的动轴触发，方位旋转机构的动轴与方位接近开关)完全接触时为方位零位；俯仰寻零开关安装在俯仰旋转机构的定轴上，可以被俯仰旋转机构的动轴触发，俯仰旋转机构的动轴与俯仰接近开关完全接触时为俯仰零位。两只寻零开关的输出信号连接至微型处理器，装置供电统一由电池供电。

装置工作流程为：

a)首先启动蓄电池的供电，微型处理器上电后软件自动运行寻零程序。

b)转台按照微型处理器200的控制指令，方位旋转机构动轴301以速度Vaz顺时针旋转至方位接近开关100上方时，开关触发，微型处理器200接收到方位接近开关100的电平变化信号。

c)微处理器200记录当前时刻，方位旋转机构动轴301继续顺时针旋转。

d)方位旋转机构动轴301继续旋转atan(2r/R)/Vaz的时间(r为接近开关半径，R为接近开关距离回转中心半径)后，方位旋转机构动轴停止运行,此时方位位置为方位相对零位。

e)重复b)->d)步骤，俯仰旋转机构动轴303以速度Vel向下运行，微处理器200对俯仰接近开关101进行采样，俯仰接近开关101被触发后继续运动atan(2r/R)的时间，此时俯仰位置为俯仰相对零位。

图1为本发明的接近开关触发示意图。当接近开关正上方触发范围内无触发块(一般安装在动轴上)时，接近开关输出低电平；当触发块移动至接近开关上方触发范围内时，接近开关输出高电平，接近开关输出信号由I/O采集设备进行采集。

图2为本发明的方位寻零示意图。方位接近开关100、微处理器200、电池400安装在方位旋转机构定轴300内，方位旋转机构动轴301下方有触发块(触发块半径与接近开关相同)，当旋转至方位接近开关100上方触发范围时，微处理器200可采集到方位接近开关100的电平变化，且触发块位于方位接近开关100正上方位置时为方位相对零位。

图3为本发明的俯仰寻零示意图。俯仰接近开关101安装在俯仰旋转机构定轴302内，接近开关线缆穿过方位旋转机构动轴301与下方微处理器200、电池400连接。俯仰旋转机构动轴303可上下自由旋转，当动轴上的触发块(触发块半径与接近开关相同)运动至俯仰接近开关101上方触发范围时，微处理器200可采集到俯仰接近开关101的电平变化，且触发块位于俯仰接近开关101正上方位置时为俯仰相对零位。

转台开展小型化设计时，在对定位精度要求不高的情况下，可以采用本发明的寻零装置，在满足寻零的功能下，减小了转台体积，有利于转台的小型化设计。

寻零精度计算：

假设接近开关安装位置距旋转中心R，接近开关重复精度e₁，寻零时轴系运动速度V，微处理器采集I/O信号时延为Ts，寻零开关安装的机械误差e₂(可忽略不计)，则本发明采用的零位标校方法精度如下：

由信号时延产生的误差：e₃＝V*Ts；(其中‘3’为采样时延产生的次数)

零位标校误差：

本发明的寻零装置中微处理器采用中断的方式接收接近开关的电平信号，延迟Ts可忽略不计，接近开关的重复定位精度为0.05mm，方位旋转半径R_az＝100mm，俯仰旋转半径R_el＝80mm，因此本发明采用的寻零装置方位标校误差：

e_az＝atan(0.05/100)＝0.0287°

e_el＝atan(0.05/80)＝0.0358°

均满足小型转台的位置控制需求。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种小型转台的寻零装置，其特征在于，所述装置包括：

方位接近开关、俯仰接近开关、微型处理器、电源；其中，方位接近开关、俯仰接近开关、微型处理器均与电源连接；方位接近开关和俯仰接近开关的输出信号连接至微型处理器；方位接近开关安装在转台方位旋转机构的定轴内，能够被方位旋转机构动轴上的触发块触发，方位旋转机构动轴上的触发块与方位接近开关完全接触时为方位零位；俯仰接近开关安装在俯仰旋转机构的定轴内，能够被俯仰旋转机构动轴上的触发块触发，俯仰旋转机构动轴上的触发块与俯仰接近开关完全接触时为俯仰零位。

2.根据权利要求1所述的小型转台的寻零装置，其特征在于，所述装置的工作过程为：

步骤a：启动蓄电池的供电，微型处理器上电后自动运行寻零程序；

步骤b：转台基于微型处理器的控制指令，方位旋转机构动轴以速度Vaz顺时针旋转至方位接近开关上方时，方位接近开关触发，微型处理器接收到方位接近开关的电平变化信号；

步骤c：微处理器记录当前时刻，方位旋转机构动轴继续顺时针旋转；

步骤d：方位旋转机构动轴继续旋转atan(2r/R)/Vaz的时间后，方位旋转机构动轴停止运行，此时方位位置为方位相对零位，r为接近开关半径，R为接近开关距离回转中心半径；

步骤e：俯仰寻零步骤与方位相同，按照步骤d-步骤d进行，俯仰旋转机构动轴以速度Vel向下运行，微处理器对俯仰接近开关进行采样，俯仰接近开关被触发后继续运动atan(2r/R)的时间，此时俯仰位置为俯仰相对零位。

3.根据权利要求1所述的小型转台的寻零装置，其特征在于，当接近开关正上方触发范围内无触发块时，接近开关输出低电平；当触发块移动至接近开关上方触发范围内时，接近开关输出高电平。

4.根据权利要求1所述的小型转台的寻零装置，其特征在于，装置的寻零精度计算为：

接近开关安装位置距旋转中心R，接近开关重复精度e₁，寻零时轴系运动速度V，微处理器采集I/O信号时延为Ts，零位标校方法精度如下：

由信号时延产生的误差：e_n＝V*Ts；其中n为采样时延产生的次数；

零位标校误差：