CN110763258A - 一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统 - Google Patents

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田兴科
杨晓宇
刘锡楠
杨硕
周平
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Abstract

本发明公开了一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，其包括：旋转连接器下半部固定于底盘，上半部与炮塔拨杆连接，随炮塔同步旋转；光电码盘安装于旋转连接器内部，与旋转连接器芯轴抱紧连接，设定光电码盘初始位置为旋转连接器的正前方，旋转连接器的正前方即是炮塔旋转的零度位置；当炮塔旋转时，炮塔通过炮塔拨杆驱动旋转连接器同步旋转，同时光电码盘测量旋转角度，由于是单圈码盘，可即时输出实际的旋转角度值，无需进行复杂的角度计算；光电码盘为中空型，中空过孔与旋转连接器芯轴外圆柱面配合连接，利用光电码盘本体的外框架锁紧螺母与芯轴固定。

Description

一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统
技术领域
本发明属于炮塔转角测量技术领域，涉及一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统。
背景技术
坦克装甲车辆火控系统需使用炮塔旋转角度信息，通常使用多圈码盘与炮塔驱动电机齿轮啮合，电机驱动炮塔旋转从而带动码盘旋转，火控系统通过齿数比和码盘转动的圈数计算出炮塔实际旋转的角度信息。
这种测量方法带来以下问题：一是码盘与电机齿轮安装存在间隙，会造成码盘测量过程中的间隙误差；二是使用多圈码盘时上位机软件需要进行复杂的角度计算，易出错；三是多圈码盘制作复杂，价格相对较高。
旋转连接器是火控系统必不可少的部件之一，下半部固定于底盘，上半部随炮塔转动，是炮塔部件的电源、视频及控制信号与底盘安装部件之间传输的连接部件。在炮塔转动时，旋转连接器上半部与炮塔360度同步旋转。
利用旋转连接器随炮塔旋转的属性，将单圈码盘装于旋转连接器中，可以很好地避免码盘与电机齿轮之间的安装间隙，简化上位机软件算法，提高炮塔旋转角度测量的精度。
因此，设计一种将旋转连接器与单圈码盘相结合的测量炮塔转动角度的技术对工程应用具有重要的意义。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：设计一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，提高炮塔旋转角度测量的精度。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，所述旋转连接器下半部固定于底盘，上半部与炮塔拨杆连接，随炮塔同步旋转；光电码盘安装于旋转连接器内部，与旋转连接器芯轴抱紧连接，设定光电码盘初始位置为旋转连接器的正前方，旋转连接器的正前方即是炮塔旋转的零度位置；当炮塔旋转时，炮塔通过炮塔拨杆驱动旋转连接器同步旋转，同时光电码盘测量旋转角度。
其中，所述光电码盘外框架弹簧与旋转连接器外框架通过螺钉连接固定，保证光电码盘中心中空轴可相对光电码盘外框架顺时针或逆时针旋转，经过光电编码转换，测量出旋转角度值。
其中，所述炮塔拨杆固定于炮塔上，炮塔拨杆与旋转连接器的旋转部分通过螺钉固定连接。
其中，所述光电码盘是单圈码盘，即时输出实际的旋转角度值。
其中，所述光电码盘为中空型，中空过孔与旋转连接器芯轴外圆柱面配合连接，利用光电码盘本体的外框架锁紧螺母与芯轴固定。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，光电码盘与旋转连接器结合，可有效减少机械机构传递误差，通过螺钉固定的方式，避免炮塔拨杆与旋转连接器之间的拨叉间隙，具有较高的测量精度；使用单圈码盘测量旋转角度，无需经过复杂角度值计算，码盘输出的角度值可直接应用，简化了软件算法，提高了实时性，从而提高了旋转角度的测量精度。
附图说明
图1为本发明实施例中炮塔转动角度测量方法流程图。
图2为本发明实施例中炮塔转动角度测量系统结构图。
图3为本发明实施例中旋转连接器与炮塔拨杆安装俯视图示。
图中，1-光电码盘，2-芯轴，3-旋转连接器，4-炮塔拨杆，5-拨杆固定螺钉。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明设计了一种“旋转连接器+码盘”的精确测量炮塔转动角度的方法，使用旋转连接器和单圈光电码盘来实现，如图1所示。
参照图2、3所示，旋转连接器3下半部固定于底盘，上半部与炮塔拨杆4连接，随炮塔同步旋转。光电码盘1安装于旋转连接器3内部，与旋转连接器芯轴2抱紧连接，设定光电码盘1初始位置为旋转连接器的3正前方，旋转连接器3的正前方即是炮塔旋转的零度位置。当炮塔旋转时，炮塔通过炮塔拨杆驱动旋转连接器同步旋转，同时光电码盘测量旋转角度，由于是单圈码盘，可即时输出实际的旋转角度值，无需进行复杂的角度计算。
光电码盘1为中空型，中空过孔与旋转连接器芯轴2外圆柱面配合连接，利用光电码盘1本体的外框架锁紧螺母与芯轴2固定。光电码盘1外框架弹簧与旋转连接器3外框架通过螺钉连接固定，保证光电码盘1中心中空轴可相对光电码盘外框架顺时针或逆时针旋转，经过光电编码转换，测量出旋转角度值。
炮塔拨杆4与炮塔固定连接，同时，炮塔拨杆4与旋转连接器3通过拨杆固定螺钉固定5连接，光电码盘1初始位置为旋转连接器3的正前方，旋转连接器3的正前方即是炮塔的零度位置。当炮塔转动时，炮塔拨杆4会同时带动旋转连接器3上半部分跟随炮塔360度旋转。位于旋转连接器3内部的光电码盘1也会随之转动，通过光电转换，将机械几何位移量转换成数字量，得到炮塔旋转的角度值，由于是单圈码盘，可即时输出实际的旋转角度值，无需进行复杂的角度计算，最后通过总线/串口将数据传输到上位机软件。
炮塔拨杆4固定于炮塔上，炮塔拨杆4与旋转连接器3的旋转部分通过螺钉固定连接，可有效避免拨插间隙误差，提高测量精度，减少机械机构传递误差。
本测量方法中采用单圈码盘，与炮塔同步360度旋转，输出的角度值即为测量的实际角度值，无需进一步通过码盘转动的圈数和齿数比进行复杂角度计算。
本发明设计了旋转连接器+码盘的机械结构，将旋转连接器与炮塔拨杆结合起来，在安装和测量的多个环节都提高了测量精度，形成了精确测量炮塔旋转角度的方法。它具有以下优点：一是光电码盘与旋转连接器结合，与以往方法相比可有效减少机械机构传递误差，通过螺钉固定的方式，避免炮塔拨杆与旋转连接器之间的拨叉间隙，具有较高的测量精度；二是使用单圈码盘测量旋转角度，无需经过复杂角度值计算，码盘输出的角度值可直接应用，简化了软件算法，提高了实时性，从而提高了旋转角度的测量精度；三是使用单圈码盘，经济性高。本发明已应用于多个工程中，具有较高的技术成熟度，有通用、实用的特性，获得了良好的效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，其特征在于，所述旋转连接器下半部固定于底盘，上半部与炮塔拨杆连接，随炮塔同步旋转；光电码盘安装于旋转连接器内部，与旋转连接器芯轴抱紧连接，设定光电码盘初始位置为旋转连接器的正前方，旋转连接器的正前方即是炮塔旋转的零度位置；当炮塔旋转时，炮塔通过炮塔拨杆驱动旋转连接器同步旋转，同时光电码盘测量旋转角度。
2.如权利要求1所述的基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，其特征在于，所述光电码盘外框架弹簧与旋转连接器外框架通过螺钉连接固定，保证光电码盘中心中空轴可相对光电码盘外框架顺时针或逆时针旋转，经过光电编码转换，测量出旋转角度值。
3.如权利要求2所述的基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，其特征在于，所述炮塔拨杆固定于炮塔上，炮塔拨杆与旋转连接器的旋转部分通过螺钉固定连接。
4.如权利要求3所述的基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，其特征在于，所述光电码盘是单圈码盘，即时输出实际的旋转角度值。
5.如权利要求4所述的基于旋转连接器和码盘的炮塔转动角度测量系统，其特征在于，所述光电码盘为中空型，中空过孔与旋转连接器芯轴外圆柱面配合连接，利用光电码盘本体的外框架锁紧螺母与芯轴固定。
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