CN111221356A - 一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置及其方法，属于包括转运起竖台架，转运起竖台架台面上分别安装有倾角传感器和控制器，转运起竖台架的支撑腿上安装有压力传感器，转运起竖台架台面与支撑腿的连接处设置有可伸缩平衡机构，倾角传感器和压力传感器分别与控制器连接，可伸缩平衡机构与控制器连接；控制软件，接收倾角传感器的水平精度值进行解算，实现自动调整；采集压力传感受器的数据经计算确认后，进行可伸缩平衡机构调整，确保转运起竖台架在静态或运输过程中保持平衡。

Description

一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置及方法

技术领域

本发明属于高精度平台水平调节技术领域，尤其涉及一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置及其方法。

背景技术

随着科学技术的发展，各种空中侦察技术的高速发展，要求地面设备也应能具有快速机动的越野发射能力。新形势下要求发射区场地设施简单，发射系统的操作应能快速、安全、可靠，能有效应对出现的各种意外情况，才能有效保证地面发射控制系统有效生存周期。而固定式发射塔架的基础建设周期长、维护成本费用高的缺点逐渐显露出来。针对这一问题，目前国外出现了一种新型的发射方式，即“三平一竖”(水平组装、水平测试、水平转运和垂直起竖发射方案)方式。这种发射方案的主要特点是：在“三垂一远”(垂直组装、垂直测试、垂直转运和远距离测试发射方案)发射方案上取消了发射阵地上的固定塔架，而用活动式转运起竖台架代替，当进行火箭运输和静态状态下，需要转运起竖台架处于水平位置，且要保持各支撑点大致相同，以确保火箭的安全性。

基于新形势下运载火箭的“三平一竖”发射方式的特点可知，在转运起竖台架带箭转运到发射阵地过程中，必须保证转运起竖台架的水平精度和受力均衡，以确保火箭的安全，此类技术在国内其它发射设备领域还是空白的。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的不足，本发明提供了一种操作简单，前期投入和后期维护成本低、无须排队等候时间支付的自助交易自助付款的商品购买方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，包括转运起竖台架，转运起竖台架台面上分别安装有倾角传感器和控制器，转运起竖台架的支撑腿上安装有压力传感器，转运起竖台架台面与支撑腿的连接处设置有可伸缩平衡机构，倾角传感器和压力传感器分别与控制器连接，可伸缩平衡机构与控制器连接。

所述控制器包括微处理器模块以及分别与微处理器模块连接的Flash电子盘、显示模块、电源模块、输出控制模块、开关量控制模块、数据解算模块、通信模块、采样模块和控制软件。

所述控制软件包括显示程序、应急保护程序、控制程序、数据通讯程序、数据采集程序。

所述控制程序包括输出程序、控制流程处理程序和数据解算程序。

所述控制软件通过A/D转换器与压力传感器连接,通过RS-232标准接口连接有显示器，通过RS422标准接口连接倾角传感器。

所述控制软件还连接有操作面板和继电器。

一种基于权利要求1所述的转运起竖台架水平度自动监测调整方法，包括以下步骤：

S1、通过倾角传感器检测和压力传感器将转运起竖台架监测倾斜角度数据和压力数据反馈给控制器；

S2、根据步骤S1中倾斜角度数据和压力数据通过控制器的自动检测调整控制可伸缩平衡机构伸缩量；

S4、将步骤S1中压力数据通过控制器换算确认后，通过控制信号控制可伸缩平衡机构调整，确保转运起竖台架在静态或运输过程中保持平衡。

进一步的，所述步骤S2控制器的自动检测调整，包括以下步骤：

(1)建立直三维直角坐标系，通过倾角传感器检测出倾斜角度数据可得出转运起竖台架平台沿两个水平方向的α角和β角，得两坐标系之间的变化矩阵为：

当支承平台倾角为小角度时有：

设转运起竖台架上支撑点的坐标为：¹P_i＝(x_i,y_i,z_i)^T，则由

得出：

设转运起竖台架在调整之前初始倾斜角分别设置为α₀和β₀，则各支撑点由上述的式子可得：⁰Z_i＝-β₀x_i+α₀y_i；

(2)将四条可伸缩平衡机构置于三维直角坐标系中，其中四条可伸缩平衡机构的连线分别与坐标的X轴和Y轴平行，通过对可伸缩平衡机构中伸缩杆进行控制的，控制伸缩量，反复调节得出最合适的倾斜角α和β直至转运起竖台架精度水平为止。

本发明的有益效果在于：

本发明中能够使大载荷转运起竖台架火箭运输过程自动调节其水平度；本发明能够使大载荷转运起竖台架各支撑点受力情况自动监测，实现支撑点自动调节；能够使大载荷转运起竖台架在火箭运输或静态过程保持自动平衡，保证火箭的安全。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是转运起竖台架倾斜面示意图；

图3是控制器原理组成示意图；

图4是控制软件与外部接口关系统示意图；

图5是控制器软件组成框图。

图中，1-转运起竖台架、2-倾角传感器、3-可伸缩平衡机构、4-控制器、5-压力传感器。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1-5所示，一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，包括转运起竖台架1，转运起竖台架1台面上分别安装有倾角传感器2和控制器4，转运起竖台架1的支撑腿上安装有压力传感器5，转运起竖台架1台面与支撑腿的连接处设置有可伸缩平衡机构3，倾角传感器2和压力传感器5分别与控制器4连接，可伸缩平衡机构3与控制器4连接。

控制器4包括微处理器模块以及分别与微处理器模块连接的Flash电子盘、显示模块、电源模块、输出控制模块、开关量控制模块、数据解算模块、通信模块、采样模块和控制软件。

控制软件包括显示程序、应急保护程序、控制程序、数据通讯程序、数据采集程序。

控制程序包括输出程序、控制流程处理程序和数据解算程序。

控制软件通过A/D转换器与压力传感器5连接,通过RS-232标准接口连接有显示器，通过RS422标准接口连接倾角传感器2。

控制软件还连接有操作面板和继电器。

综上，当需要火箭转运起竖台架1水平度自动检测调整时，首先接通控制器4电源，然后打开控制器4，按下控制器4操作面板上的“开始监测”按钮，控制器4内的控制软件进行火箭转运起竖台架1水平精度监测，控制软件，接收倾角传感器2的水平精度值进行解算，实现自动调整；采集压力传感受器的数据经计算确认后，进行可伸缩平衡机构3调整，确保转运起竖台架1在静态或运输过程中保持平衡。

一种转运起竖台架水平度自动监测调整方法，包括以下步骤：

S1、通过倾角传感器2检测和压力传感器5将转运起竖台架1监测倾斜角度数据和压力数据反馈给控制器4；

S2、根据步骤S1中倾斜角度数据和压力数据通过控制器4的自动检测调整控制可伸缩平衡机构3伸缩量；

S4、将步骤S1中压力数据通过控制器4换算确认后，通过控制信号控制可伸缩平衡机构3调整，确保转运起竖台架1在静态或运输过程中保持平衡。

步骤S2控制器4的自动检测调整，包括以下步骤：

(2)建立直三维直角坐标系，通过倾角传感器2检测出倾斜角度数据可得出转运起竖台架1平台沿两个水平方向的α角和β角，得两坐标系之间的变化矩阵为：

当支承平台倾角为小角度时有：

设转运起竖台架1上支撑点的坐标为：¹P_i＝(x_i,y_i,z_i)^T，则由

得出：

设转运起竖台架1在调整之前初始倾斜角分别设置为α₀和β₀，则各支撑点由上述的式子可得：⁰Z_i＝-β₀x_i+α₀y_i；

(2)将四条可伸缩平衡机构3置于三维直角坐标系中，其中四条可伸缩平衡机构3的连线分别与坐标的X轴和Y轴平行，通过对可伸缩平衡机构3中伸缩杆进行控制的，控制伸缩量，反复调节得出最合适的倾斜角α和β直至转运起竖台架1精度水平为止。

如图2所示，调整时，首先调节X轴方向的水平，根据倾角传感器2得到x方向偏差，同时调节支撑t1t1＇和t2t2＇，t2t2＇调节量完全和t1t1＇支撑的调节量完全一致，直至x轴方向水平。再次调节y轴方向水平，根据倾角传感器2得到y方向偏差，同时调节支撑t3t3＇和t2t2＇，t2t2＇调节量完全和t3t3＇支撑的调节量完全一致，直至y轴方向水平。这种调平方法虽时间稍长一点，但协调性好。这种方法很好地绕过复杂的解耦计算。同时单独调整一个方向时，会影响另一个方向的水平度，故需要对α和β方向进行多次调整。

Claims (8)

1.一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，其特征在于：包括转运起竖台架(1)，转运起竖台架(1)台面上分别安装有倾角传感器(2)和控制器(4)，转运起竖台架(1)的支撑腿上安装有压力传感器(5)，转运起竖台架(1)台面与支撑腿的连接处设置有可伸缩平衡机构(3)，倾角传感器(2)和压力传感器(5)分别与控制器(4)连接，可伸缩平衡机构(3)与控制器(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，其特征在于：所述控制器(4)包括微处理器模块以及分别与微处理器模块连接的Flash电子盘、显示模块、电源模块、输出控制模块、开关量控制模块、数据解算模块、通信模块、采样模块和控制软件。

3.根据权利要求2所述的一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，其特征在于：所述控制软件包括显示程序、应急保护程序、控制程序、数据通讯程序、数据采集程序。

4.根据权利要求3所述的一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，其特征在于：所述控制程序包括输出程序、控制流程处理程序和数据解算程序。

5.根据权利要求2所述的一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，其特征在于：所述控制软件通过A/D转换器与压力传感器(5)连接,通过RS-232标准接口连接有显示器，通过RS422标准接口连接倾角传感器(2)。

6.根据权利要求5所述的一种转运起竖台架水平度自动监测调整装置，其特征在于：所述控制软件还连接有操作面板和继电器。

7.一种基于权利要求1所述的转运起竖台架水平度自动监测调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过倾角传感器(2)检测和压力传感器(5)将转运起竖台架(1)监测倾斜角度数据和压力数据反馈给控制器(4)；

S2、根据步骤S1中倾斜角度数据和压力数据通过控制器(4)的自动检测调整控制可伸缩平衡机构(3)伸缩量；

S4、将步骤S1中压力数据通过控制器(4)换算确认后，通过控制信号控制可伸缩平衡机构(3)调整，确保转运起竖台架(1)在静态或运输过程中保持平衡。

8.根据权利要求7所述的一种转运起竖台架水平度自动监测调整方法，其特征在于，所述步骤S2控制器(4)的自动检测调整，包括以下步骤：

(1)建立直三维直角坐标系，通过倾角传感器(2)检测出倾斜角度数据可得出转运起竖台架(1)平台沿两个水平方向的α角和β角，得两坐标系之间的变化矩阵为：

当支承平台倾角为小角度时有：

设转运起竖台架(1)上支撑点的坐标为：¹P_i＝(x_i,y_i,z_i)^T，则由

得出：

设转运起竖台架(1)在调整之前初始倾斜角分别设置为α₀和β₀，则各支撑点由上述的式子可得：⁰Z_i＝-β₀x_i+α₀y_i；

(2)将四条可伸缩平衡机构(3)置于三维直角坐标系中，其中四条可伸缩平衡机构(3)的连线分别与坐标的X轴和Y轴平行，通过对可伸缩平衡机构(3)中伸缩杆进行控制的，控制伸缩量，反复调节得出最合适的倾斜角α和β直至转运起竖台架(1)精度水平为止。

Images