CN110017781A - 绕线机构、天线展开长度测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种绕线机构，应用于测量技术领域，包括：线绳、绕线轮、触发齿和光电开关，线绳的一端与天线的一端连接，线绳紧密缠绕在绕线轮上，当天线展开时，天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿间隔分布在绕线轮上，当天线展开时，触发齿跟随绕线轮同步旋转，并对光电开关形成周期性遮挡，以使光电开关产生脉冲数量与天线的展开长度等价脉冲电压信号。本发明还公开了一种天线展开长度测量装置装置和方法，不仅能够确认天线是否展开到位，还能计算天线的实际展开长度。

Description

绕线机构、天线展开长度测量装置及方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种绕线机构、天线展开长度测量装置及方法。

背景技术

随着近几年空间技术的迅猛发展，卷筒、杆式等类型天线在空间探测任务中得来越来越广泛的应用。其中，天线展开长度关系着天线增益等系统关键指标，对天线展开长度进行测量有着重要意义。

但是，传统测量方法只能给出天线展开到位的判据，不能给出天线展开的具体长度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种绕线机构、天线展开长度测量装置及方法，结构简便，在确认天线是否展开到位的同时还可计算天线的实际展开长度。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种绕线机构，包括：

线绳、绕线轮、触发齿和光电开关；

所述线绳的一端与天线的一端连接，所述线绳紧密缠绕在所述绕线轮上，当所述天线展开时，所述天线通过所述线绳带动所述绕线轮旋转；

所述触发齿间隔分布在所述绕线轮上，当所述天线展开时，所述触发齿跟随所述绕线轮同步旋转，并对所述光电开关形成周期性遮挡，以使所述光电开关产生脉冲电压信号。

进一步地，所述脉冲电压信号的脉冲数量与所述天线的展开长度等价。

本发明实施例第二方面提供一种天线展开长度测量装置，包括根据上述第一方面提供的绕线机构以及脉冲计数单元；

所述绕线机构，用于将所述脉冲电压信号传输给所述脉冲计数单元；

所述脉冲计数单元，用于根据所述脉冲电压信号，得到与天线展开长度等价的计数值。

进一步地，所述脉冲计数单元包括：

脉冲整形电路和脉冲计数电路；

所述脉冲整形电路，用于将所述脉冲电压信号转换成方波信号；

所述脉冲计数电路，用于消除所述方波信号中的抖动干扰，并记录所述方波信号中的脉冲数量，得到与天线展开长度等价的所述计数值。

进一步地，所述脉冲计数单元还包括低通滤波电路，用于滤除所述脉冲电压信号中的高频噪声；

所述低通滤波电路的截止频率大于十倍的所述脉冲电压信号的最高频率。

进一步地，所述脉冲计数单元还包括分压电路，用于将所述方波信号的电压值调整至预设值，以使所述方波信号输入至所述脉冲计数电路。

本发明实施例第三方面提供了一种天线展开长度测量方法，通过上述第二方面提供的测量装置测量所述天线的展开长度，所述测量方法包括：

将天线展开至预置长度，以使所述天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿跟随所述绕线轮同步旋转对光电开关形成周期性遮挡，使所述光电开关产生脉冲电压信号；

根据所述脉冲电压信号，得到与所述天线展开长度等价的计数值。

进一步地，所述根据所述脉冲电压信号，得到与所述天线展开长度等价的计数值包括：

将所述脉冲电压信号转换成方波信号；

消除所述方波信号中的抖动干扰，并记录所述方波信号中的脉冲数量，得到与天线展开长度等价的所述计数值。

进一步地，所述将所述脉冲电压信号转换成方波信号之前，包括：

滤除所述脉冲电压信号中的高频噪声，所述高频噪声的频率大于十倍的所述脉冲电压信号的最高频率。

进一步地，所述将所述脉冲电压信号转换成方波信号之后，包括：

将所述方波信号的电压值调整至预设值。

从上述本发明实施例可知，本发明提供的绕线机构、天线展开长度测量装置及方法，绕线机构包括线绳、绕线轮、触发齿和光电开关，结构简单，当天线展开时，天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿跟随绕线轮同步旋转，对光电开关形成周期性遮挡，从而光电开关产生脉冲电压信号，然后将脉冲电压信号传输给脉冲计数单元，脉冲计数单元记录脉冲电压信号的脉冲数量，测量天线前释放的线绳长度代替传统的测量到位开关状态，不仅能够确认天线是否展开到位，还能计算天线的实际展开长度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的绕线机构的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的天线展开长度测量装置的结构示意图；

图3为本发明又一实施例提供的天线展开长度测量装置中绕线轮上触发齿布置的结构示意图；

图4为本发明再一实施例提供的天线展开长度测量方法的流程示意图；

图5为本发明又一实施例提供的天线展开长度测量装置中脉冲计数电路的计数原理示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明一实施例提供的绕线机构的结构示意图，该绕线机构包括：

线绳1、绕线轮2、触发齿3和光电开关4。可选的，在本发明实施例中，绕线机构还可包括支座5，用于支撑绕线轮2和光电开关4。

线绳1的一端与天线的一端连接，线绳1紧密缠绕在绕线轮2上，当天线展开时，天线通过线绳1带动绕线轮2旋转。

触发齿3间隔分布在绕线轮2上，当天线展开时，触发齿3跟随绕线轮2同步旋转，并对光电开关4形成周期性遮挡，以使光电开关4产生脉冲电压信号。

触发齿3在绕线轮2上的分布示意图如图2所示，当光电开关4的光路不被触发齿3遮挡时，光电开关4输出高电平，当光电开关4的光路被触发齿3遮挡时，光电开关4输出低电平。因此在天线的展开过程中，由于触发齿3对光电开关4形成周期性遮挡，使光电开关4的输出信号为交替变换的高低电平信号，即脉冲电压信号。

其中，线绳1可由耐高温，机械性能好的材料制成。例如，凯夫拉绳、芳纶纤维绳等。

高电平是指与低电平相对的高电压。在本发明实施例中，高电平用“1”表示。

低电平是指与高电平相对的低电压。在本发明实施例中，低电平用“0”表示。

在本发明实施例中，触发齿3的数量和各触发齿3之间的间隔以能使光电开关4产生显而易见的脉冲电压信号为准，具体不做限定。在本发明实施例图2中，触发齿3的数量以10个为例，均匀分布在绕线轮2的横截面上。

进一步地，产生地脉冲电压信号的脉冲数量与天线的展开长度等价。

在本发明实施例中，绕线机构包括线绳、绕线轮、触发齿和光电开关，结构简单，适用于卷筒式、杆式等各种形式的天线，线绳的一端与天线的一端连接，线绳紧密缠绕在绕线轮上，当天线展开时，天线通过线绳带动绕线轮旋转，将传统的到位开关状态测量替换为测量天线前端释放的线绳长度，不仅能够确认天线是否展开到位，还能计算天线的实际展开长度。

请参阅图3，图3为本发明又一实施例提供的天线展开长度测量装置的结构示意图，该测量装置包括图1所示的绕线机构10以及脉冲计数单元20。

该绕线机构10，用于将脉冲电压信号传输给脉冲计数单元20，脉冲计数单元20，用于根据该脉冲电压信号，得到与天线展开长度等价的计数值，该计数值即为该脉冲电压信号的脉冲数量。

脉冲计数单元20包括：低通滤波电路21、脉冲整形电路22、分压电路23和脉冲计数电路24。

低通滤波电路21，用于滤除脉冲电压信号中的高频噪声，其截止频率大于十倍的脉冲电压信号的最高频率，防止滤除有用信号，增加了长度测量的可靠性。

脉冲整形电路22，用于将脉冲电压信号转换成方波信号。需要说明的是，脉冲整形电路22具有反向作用，即当脉冲电压信号输入至其中后，高电平变换为低电平，低电平变换为高电平。但是，可理解的，将脉冲电压信号转换成方波信号的过程中，脉冲数量保持不变。

分压电路23，用于当脉冲整形电路22输出的方波信号的电压与脉冲计数电路23的输入电压不一致时，将该方波信号的电压值调整至预设值，以使该方波信号输入至脉冲计数电路23。该预设值即为脉冲计数电路23的输入电压。

脉冲计数电路23，用于消除该方波信号中的抖动干扰，并记录该方波信号的脉冲数量，得到与天线展开长度等价的该计数值。

在本发明实施例中，绕线机构包括线绳、绕线轮、触发齿和光电开关，当天线展开时，天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿跟随绕线轮同步旋转，对光电开关形成周期性遮挡，从而光电开关产生脉冲电压信号，然后将脉冲电压信号传输给脉冲计数单元，脉冲计数单元记录脉冲电压信号的脉冲数量，测量天线前释放的线绳长度代替传统的测量到位开关状态，不仅能够确认天线是否展开到位，还能计算天线的实际展开长度。

请参阅图4，图4为本发明再一实施例提供的天线展开长度测量方法的流程示意图，通过采用上述图2所示的测量装置测量天线的展开长度，该测量方法包括：

S101、将天线展开至预置长度，以使该天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿跟随绕线轮同步旋转对光电开关形成周期性遮挡，使该光电开关产生脉冲电压信号；

S102、根据该脉冲电压信号，得到与该天线展开长度等价的计数值。

具体的，将脉冲电压信号转换成方波信号，消除方波信号中的抖动干扰，并记录方波信号的脉冲数量。示例性的，如图5所示，当首次检测到方波信号上升沿时，开始对高电平持续时间进行累计，计数值由0开始，计数值每1毫秒增加1，直至增加到8后不再增加，其中，当检测到计数值由3增加到4时，认定该次高电平有效，计数加1。随后，当检测到方波信号下降沿时，开始对低电平进行计时，同时，前一次的计数值每毫秒减少1，直至降为0后不再改变，在记录该方波信号脉冲数量的同时，可有效消除方波信号中的抖动干扰。

进一步，将脉冲电压信号转换成方波信号之前，滤除脉冲电压信号中的高频噪声，该高频噪声的频率大于十倍的该脉冲电压信号的最高频率。

进一步地，将脉冲电压信号转换成方波信号之后，将方波信号的电压值调整至预设值。

在本发明实施例中，将天线展开至预置长度，使天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿跟随绕线轮同步旋转对光电开关形成周期性遮挡，使光电开关产生脉冲电压信号，然后记录脉冲电压信号的脉冲数量，不仅能够确认天线是否展开到位，还能计算天线的实际展开长度。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的绕线机构、天线展开长度测量装置及方法的描述，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种绕线机构，其特征在于，包括：

线绳、绕线轮、触发齿和光电开关；

所述线绳的一端与天线的一端连接，所述线绳紧密缠绕在所述绕线轮上，当所述天线展开时，所述天线通过所述线绳带动所述绕线轮旋转；

所述触发齿间隔分布在所述绕线轮上，当所述天线展开时，所述触发齿跟随所述绕线轮同步旋转，并对所述光电开关形成周期性遮挡，以使所述光电开关产生脉冲电压信号。

2.根据权利要求1所述的绕线机构，其特征在于，所述脉冲电压信号的脉冲数量与所述天线的展开长度等价。

3.一种天线展开长度测量装置，其特征在于，包括根据权利要求1或2所述的绕线机构以及脉冲计数单元；

所述绕线机构，用于将所述脉冲电压信号传输给所述脉冲计数单元；

所述脉冲计数单元，用于根据所述脉冲电压信号，得到与天线展开长度等价的计数值。

4.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述脉冲计数单元包括：

脉冲整形电路和脉冲计数电路；

所述脉冲整形电路，用于将所述脉冲电压信号转换成方波信号；

所述脉冲计数电路，用于消除所述方波信号中的抖动干扰，并记录所述方波信号中的脉冲数量，得到与天线展开长度等价的所述计数值。

5.根据权利要求3或4所述的测量装置，其特征在于，所述脉冲计数单元还包括低通滤波电路，用于滤除所述脉冲电压信号中的高频噪声；

所述低通滤波电路的截止频率大于十倍的所述脉冲电压信号的最高频率。

6.根据权利要求4所述的测量装置，其特征在于，所述脉冲计数单元还包括分压电路，用于将所述方波信号的电压值调整至预设值，以使所述方波信号输入至所述脉冲计数电路。

7.一种天线展开长度测量方法，其特征在于，通过权利要求3至5任意一项所述的测量装置测量所述天线的展开长度，所述测量方法包括：

将天线展开至预置长度，以使所述天线通过线绳带动绕线轮旋转，触发齿跟随所述绕线轮同步旋转对光电开关形成周期性遮挡，使所述光电开关产生脉冲电压信号；

根据所述脉冲电压信号，得到与所述天线展开长度等价的计数值。

8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述根据所述脉冲电压信号，得到与所述天线展开长度等价的计数值包括：

将所述脉冲电压信号转换成方波信号；

消除所述方波信号中的抖动干扰，并记录所述方波信号中的脉冲数量，得到与天线展开长度等价的所述计数值。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述将所述脉冲电压信号转换成方波信号之前，包括：

滤除所述脉冲电压信号中的高频噪声，所述高频噪声的频率大于十倍的所述脉冲电压信号的最高频率。

10.根据权利要求8或9所述的测量方法，其特征在于，所述将所述脉冲电压信号转换成方波信号之后，包括：

将所述方波信号的电压值调整至预设值。