CN112665615A - 航迹仪静态调试检验工装 - Google Patents

Abstract

航迹仪静态调试检验工装，涉及航海技术领域中的航迹仪调试技术。解决了现有航迹仪调试所需空间大且不能检验精度的问题。本发明的核心板固定在扩展板上，扩展板用于将核心板的数据交换端口转换成与外部连接的通用端口，实现与按键组件、显示器实现数据交互，扩展板还提供核心板对外的TTL信号输出端口和RS232/422串行数据通信端口。核心板中嵌入有计算机软件程序实现的控制模块，控制模块包括信息采集单元、调整参数采集单元、X轴正向调试检验单元、X轴反向调试检验单元、Y轴正向调试检验单元、连续方向脉冲单元、归零单元、报警单元、拾笔落笔单元、零位限制单元和归零单元。本发明方便携带、适用对第一代和第二代航迹仪、海图标绘机箱的调试检验。

Description

航迹仪静态调试检验工装

技术领域

本发明涉及航海技术领域中的航迹仪调试技术。

背景技术

航迹，是指船舶和水上飞行器等航行时的轨迹。船舶在航行中，会受到各种因素的影响和干扰而产生航行误差，所以航迹一般不会是直线。现有在“航迹仪”是舰船实时绘制海图、自动完成海图作业的导航设备。

随着航海技术的发展，海上航行、作业领域也在不断的发展，海上航行、海上作业对于“航迹仪”的需求以及依赖也越来越强，尤其对“航迹仪”的可靠性、精度需求也越来越高。

现有的航海设备中实现航迹绘制的设备主要有航迹仪和海图标绘机箱，其中：

以HJ-VG型航迹仪介绍航迹仪的功能，该种航迹仪是导航系统的重要设备，采用Vxworks实时操作系统，使用标准的C/C++语言编程实现。主要程序模块有：总控模块、键盘命令处理模块、中断处理模块、海图作业结算模块和公共模块。系统主要功能是向航海等部门实时提供本艇的直观位置信息，自动完成海图实时标绘，确保舰艇航行安全和战斗任务的完成。航迹仪主要用于各类航海舰船，用来在纸海图上进行标绘航行计划，主要功能包括：1).实时接收综导台发送的导航数据、绘图命令，完成实时航迹标绘、地文测位、天文测位、卫星及无线电测位标绘等功能；2).绘制航行计划，并在计划航线上标出航向及航程；与综导显控台配合自动完成航行计划设定；3).跑锚及出图声音报警，并且出图后自动回到海图零位等待重新装订；4).自检1、自检2。

海图标绘机箱，也是一种实现航迹绘制的设备，其采用全数字化标绘作业技术，将投影光点和定标器结合，实现纸海图数字化作业，是高精度、智能化、自动化进行海图作业的机电导航设备，其精度高，实时性强，工作稳定可靠，操作方便，自动化程度高，可以减轻海图作业标绘人员的劳动强度，是现代化导航系统的重要设备。海图标绘台作为综合导航系统重要组成设备，在海军航海保障中发挥着重要的作用。其主要用于辅助航海人员在纸海图上完成本舰位置、目标位置、航点位置的快速标定和指示，完成航行态势的综合显示、完成航行计划的制定。通过该设备，航海人员可以实时的掌握本舰在纸海图中的位置，掌握本舰周围态势，保障航行安全，通过定标器实时标绘目标位置，实现快速标绘功能，因此该设备在航行安全保障等方面发挥着重要作用。其核心功能包括：1).纸海图上本舰位置(或目标)实时跟踪指示：通过投影光点实时指示本舰或目标在当前纸海图的位置。2).纸海图上目标位置快速定位：在显示本舰、目标、定标器线圈以及当前纸海图相对位置的态势图中，通过人工移动定标器快速标定目标位置。3).纸海图上任意两点间的距离方位快速量算：人工移动定标器计算纸海图上的任意点相对于选定点的方位距离。4)纸海图上任意点经纬度的快速数字化：通过定标器可快速实现纸海图上任意点经纬度数据的数字化，该功能可辅助航海人员实现纸海图上计划航线的快速数字化。5).与航海工作台的交互式作业：通过接收航海工作台的计划航线信息，海图标绘台可将该计划航线绘制到纸海图上；同时可将纸海图上的计划航线快速数字化，并将数字化的计划航线发送至航海工作台。航海人员在航海工作台站位，可通过航海工作台向标绘台发送光点跟踪指示命令，控制投影光点指示本舰、目标、航路点或在纸海图上标注航行信息。6).自动标绘本舰或指定目标的航迹及相关航海作业符号：通过操控标绘台或通过航海工作台发送控制命令，标绘台绘笔自动标绘本舰或指定目标的航迹及相关航海作业符号。

综上所述，“航迹仪”和“海图标绘机箱”是船舰等海上航行、海上作业设备中引导航行方向、指导作业的重要辅助设备。

现有“航迹仪”和“海图标绘机箱”在安装完成之后需要进行测试。现有的测试手段是“航迹仪”基于实验联动设备“综合导航显控台”进行控制测试，“海图标绘机箱”基于自身所配备的程序进行测试，虽然可以联动“航迹仪”或“海图标绘机箱”动起来，但是实现的测试范围有限，不能够专业检验“航迹仪”或“海图标绘机箱”的各项精度指标，由于“航迹仪”或“海图标绘机箱”是机械结构设备，且配有X轴和Y轴两个方向的执行机构，原有测试方法不检验X轴及Y轴两个执行机构的驱动走向是否垂直，并且也不能够检验每一次往返的距离是否一致，也不能够检验沿着一个方向的运动一致性，导致“航迹仪”“海图标绘机箱”的精度不能得到有效的检验，而这些原有测试方法中没有检验的参数，也有影响到“航迹仪”或“海图标绘机箱”在实际工作中的绘制精度。

发明内容

本发明解决了现有航迹仪的测试方法中存在的缺陷。

本发明所述的航迹仪静态调试检验工装包括显示器、核心板、扩展板和按键组件，核心板固定在扩展板上，扩展板用于将核心板的数据交换端口转换成与外部连接的通用端口，进而实现与外部直接进行数据交换；该扩展板还用于通过串行或并行数据线将按键组件输出的信号传递给核心板，所述显示器用于显示输出控制参数，该显示器通过扩展板与核心板的显示信号控制端相连接；键盘组件通过扩展板与核心板的按键信息输入端口相连接，扩展板还提供核心板对外两个TTL信号输出端口、一个RS232串行数据通信端口、一个RS422串行数据通信端口。

所述的按键组件用于输入控制信息，其按键排布方式为：左侧为数字输入区、右侧为功能按键区，所述数字输入区由“3X 3”的矩阵区和一个单独的“0”数字按键组成，所述“3X 3”的矩阵区有九个数字输入按键，其中1、2、3、4、6、7、8、9八个数字按键还分别代表方向信息，其中1表示左下运动方向，2表示向下运动方向，3表示右下运动方向，4表示向左运动方向，6表示向右运动方向，7表示左上运动方向，8表示向上运动方向，9表示右上运动方向，所述功能按键区包括数字“0”、“停止”按键、“归零”按键、“X+”按键、“X-”按键、“Y+”按键、“Y-”按键、“零位限制”按键、“报警”按键、“拾笔落笔”按键、“取消”按键和“确定”按键。

所述核心板中嵌入有计算机软件程序实现的控制模块，所述控制模块用于采集按键组件输入的信息，还用于根据所述信息输出控制信号至调试信号端口，所述调试信号端口是指TTL信号输出端口、RS232串行数据通信端口或者RS422串行数据通信端口。

所述控制模块包括：

信息采集单元：用于在接收到“X+”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动X轴正向调试检验单元；还用于在接收到“X-”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动X轴反向调试检验单元；还用于在接收到“Y+”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动Y轴正向调试检验单元；还用于在接收到“Y-”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动Y轴反向调试检验单元；还用于在接收到“1”、“2”、“3”、“4”、“6”、“7”、“8”或“9”任意一个方向按键信号持续时间超过设定时间时，启动连续方向脉冲单元；

调整参数采集单元：用于采集数字输入区输入的数字信息；在接收到“取消”按键信息时，保存上一次数字输入区输入的数字信息作为调整参数，在接收到“确认”按键信息时，保存所采集获得的数字输入区输入的数字信息作为调整参数；

X轴正向调试检验单元：用于在接收到“X+”按键信号持续时间短于设定时间时，输出X轴正方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

X轴反向调试检验单元：用于在接收到“X-”按键信号持续时间短于设定时间时，输出X轴反方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

Y轴正向调试检验单元：用于在接收到“Y+”按键信号持续时间短于设定时间时，输出Y轴正方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

Y轴反向调试检验单元：用于在接收到“Y-”按键信号持续时间短于设定时间时，输出Y轴反方向调整参数的驱动信号至调试信号端口。

所述连续方向脉冲单元用于监测数字输入区输入的按键信号，当采集到数字“1”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“左下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“1”按键信号消失；当采集到数字“2”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“2”按键信号消失；当采集到数字“3”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“右下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“3”按键信号消失；当采集到数字“4”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向左方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“4”按键信号消失；当采集到数字“6”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向右方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“6”按键信号消失；当采集到数字“7”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“左上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“7”按键信号消失；当采集到数字“8”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“8”按键信号消失；当采集到数字“9”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“右上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“9”按键信号消失。

所述控制模块还可以包括：归零单元，该单元用于在采集到“归零”按键信号持续时间短于设定时间时，发送归零控制信号给调试信号端口，用于控制航迹仪归零模式。

所述控制模块还可以包括：报警单元，该单元用于在接收到“报警”按键信号持续时间短于设定时间时，判断当前报警状态，如果当前报警状态为“报警”，则发送“正常”信号给调试信号端口，停止报警；如果当前报警状态为“正常”，则发送“报警”信号给调试信号端口，启动报警；还用于在接收到“报警”按键信号持续时间超过设定时间时，进入X轴方向调换状态。

所述控制模块还可以包括：拾笔落笔单元，该单元用于在接收到“拾笔落笔”按键信号持续时间短于设定时间时，判断当前笔的状态，在当前笔的状态为“拾起”状态时，发送“落笔”信号给调试信号端口；在当前笔的状态为“落笔”状态时，发送“拾起”信号给调试信号端口；还用于在接收到“拾笔落笔”按键信号持续时间长于设定时间时，进入Y轴方向调换状态。

所述控制模块还可以包括：零位限制单元，该单元用于在接收到“零位限制”按键信号持续时间短于设定时间时，发送归零控制信号给调试信号端口，用于控制航迹仪为零位限制状态；还用于在接收到“零位限制”按键信号持续时间长于设定时间时，发送清除归零控制信号给调试信号端口，用于解除零位限制状态。

采用上述工装能够实现航迹仪静态状态下、对航迹仪实现功能调试检验，所述功能包括：绘笔方向运动功能、绘笔持续运行功能、绘笔归零功能、航迹仪报警功能、拾落笔功能、停止功能。

采用上述工装还能够实现航迹仪静态状态下、对航迹仪的绘笔运行精度进行调试检验，所述精度包括：X方向累计行程精度、Y方向累计行程精度、单向重复精度、X方向和Y方向的垂直度、图板水平度、X方向和Y方向的空程量精度、归零精度。

所述空程误差，是精密机械传动的误差，也称回差、空回，是指传动装置的输入轴旋向改变时，输出轴转角与理论值的滞后量。是传动链的各个齿轮副上回程误差的综合。

采用上述工装还能够实现航迹仪静态状态下，对绘笔的有效行程范围的调试检验。

上述调试检验方法参见实施方式中的举例介绍。

现有航迹仪的调试检验方法为：使得“综合导航显控台”联动“航迹仪”进行测试，通过“综合导航显控台”上的“航迹仪”键盘按键，可以针对“航迹仪”进行上、下、左、右、左上、左下、右上、右下八个方向连续移动，自检和归零以及“航迹仪”动态精度标绘检查。该检验方法只能检验“航迹仪”最基础的功能，简单来说，只能确定“航迹仪”设备是否能够按要求做相应的动作，由于“航迹仪”是机械结构的设备，在搬运、震动等恶劣环境中、再加上运行时间的问题，都会导致机械变动、进而导致舰船位置指示误差增加，这种位置指示误差的增加会导致“航迹仪”的使用者行进路线的偏差、作业目标位置的偏差，进而造成经济损失、甚至重大事故。

本发明所述的航迹仪静态调试检验工装的优点有：

1.克服了原有对航迹仪调试检验方法的固有思路，即：原有对航迹仪的调试检验需要在航迹仪动态的状态下实现。本发明所述的调试检验工装实现了在航迹仪静态下对其功能和精度等各项功能的参数的调试检验，节约了调试检验所需的场地限制，仅需能够放置调试检验工装的位置即可。

2.本发明所述的航迹仪静态调试检验工装方便携带，便于到航迹仪的使用现场对航迹仪进行调试检验，填补了原来没有便携式航迹仪调试检验工装的空白，因此能够按照航迹仪的保养检验周期进行定期调试检查，进而能够有效避免航迹仪由于使用时间过长导致设备精度降低、进而影响航海图的绘制精度的问题、最终避免由于航迹仪的误差过大导致航海设备出现事故的情况发生。

3.本发明所述的航迹仪静态调试检验工装除了能够实现现有检测方法所能检测的功能之外，还能够进一步的检测航迹仪的多种参数。

4.本发明所述的航迹仪静态调试检验工装在不需要其他设备联动状态下，配合常规三角尺百分表及千分表，就能够实现调试检验“航迹仪”的图板水平精度、垂直精度、空程精度、累计行程精度、单向重复精度、归零精度以及有效行程范围。

本发明所述的航迹仪静态调试检验工装适用于对现有HJ-VG型航迹仪及HEC401型海图标绘机箱静态调试及检验，可以应用于军工船舶导航航海方向标绘类设备检验及调试。

附图说明

图1是本发明所述的一种航迹仪静态调试检验工装的原理框图。

图2是图1所示航迹仪静态调试检验工装的键盘布局图。

实施方式

实施方式一：参见图1说明本实施方式。本实施方式所述的一种航迹仪静态调试检验工装包括显示器、核心板、扩展板和按键组件，核心板固定在扩展板上，扩展板用于将核心板的数据交换端口转换成与外部连接的通用端口，进而实现与外部直接进行数据交换；该扩展板还用于通过串行或并行数据线将按键组件输出的信号传递给核心板，所述显示器用于显示输出控制参数，该显示器通过扩展板与核心板的显示信号控制端相连接；键盘组件通过扩展板与核心板的按键信息输入端口相连接，扩展板还提供核心板对外两个TTL信号输出端口、一个RS232串行数据通信端口、一个RS422串行数据通信端口。

所述TTL信号输出端口，输出的脉冲频率可适应粗分(最高频率为3KHz)及细分(最高频率为15KHz)步电机驱动器；在实际应用适用于对第一代航迹仪或者海图标绘机箱进行调试和检验。

所述的RS232串行数据通信端口和RS422串行数据通信端口，在实际应用适用于对第二代航迹仪的调试和检验。

所述扩展板，用于将核心板对外的I/O端口进行信号放大、滤波等功能，然后形成与外部直接连接的相应端口，采用现有技术即可实现。

所述的按键组件用于输入控制信息，其按键排布可以采用图2所示的排布方式，左侧为数字输入区、右侧为功能按键区，所述数字输入区由“3X 3”的矩阵区和一个单独的“0”数字按键组成，所述“3X 3”的矩阵区有九个数字输入按键，其中1、2、3、4、6、7、8、9八个数字按键还分别代表方向信息，其中1表示左下运动方向，2表示向下运动方向，3表示右下运动方向，4表示向左运动方向，6表示向右运动方向，7表示左上运动方向，8表示向上运动方向，9表示右上运动方向，所述功能按键区包括数字“0”数字按键、“停止”按键、“归零”按键、“X+”按键、“X-”按键、“Y+”按键、“Y-”按键、“零位限制”按键、“报警”按键、“拾笔落笔”按键、“取消”按键和“确定”按键。

所述“方向信息”是指图纸上的方向。

所述功能按键区包括数字“0”数字按键、“停止”按键、“归零”按键、“X+”按键、“X-”按键、“Y+”按键、“Y-”按键、“零位限制”按键、“报警”按键、“拾笔落笔”按键、“取消”按键和“确定”按键。其中：“X+”和“X-”用于控制X轴方向的运动距离的增加与减少，“Y+”和“Y-”用于控制Y轴方向的运动距离的增加与减少，“归零”用于控制航迹仪的绘图笔回到初始位置，“报警”用于驱动航迹仪发出报警信息，进而验证航迹仪报警装置是否能够正常运行，“零位限制”用于解除XY轴零点限制，进而能够使用方向按键控制航迹仪的绘图笔移动，实现调试检测最大机械行程范围，“拾笔落笔”用于控制航迹仪的绘笔抬起或落下，“取消”用于取消之前数据的数据信息，“确定”用于确认前面输入的数据信息。

在实际应用中，所述的航迹仪静态调试检验工装还可以包括电源转换模块，该电源转换模块用于将外部的交流220V转换成直流低压电源提供给扩展板、显示器作为工作电源。

在实际应用中，所述的航迹仪静态调试检验工装还可以包括直流供电模块，该直流供电模块为扩展板、显示器提供工作电源。有了该模块，所述调试检验工装可以无需连接外部电源即可工作，更有利于便携工作。

在实际应用中，所述的航迹仪静态调试检验工装还可以包括蜂鸣器，该蜂鸣器用于连接待调试检验的航迹仪的报警信号输出端。用于调试和检验航迹仪的报警信息输出是否准确。

所述核心板中嵌入有计算机软件程序实现的控制模块，所述控制模块用于采集按键组件输入的信息，还用于根据所述信息输出控制信号至调试信号端口，所述调试信号端口是指TTL信号输出端口、RS232串行数据通信端口或者RS422串行数据通信端口，用于实现对与工装连接航迹仪或者海图标绘机箱的调试检验。

所述核心板采用STM32型微控制器实现，其带有4个定时器实现脉冲可控输出；另外，72MHz晶振能够实现多级分频处理，能够实现分频精度更高、冗余度更高的效果。

所述扩展板中，采用SP3485集成电路实现TTL电平与422电平转换。

所述扩展板中，采用SP3232集成电路实现TTL电平与232电平转换。

所述扩展板中，采用MC74HC245集成电路实现TTL电平的驱动和隔离。

所述控制模块包括如下单元：

信息采集单元：用于在接收到“X+”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动X轴正向调试检验单元；还用于在接收到“X-”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动X轴反向调试检验单元；还用于在接收到“Y+”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动Y轴正向调试检验单元；还用于在接收到“Y-”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动Y轴反向调试检验单元；还用于在接收到“1”、“2”、“3”、“4”、“6”、“7”、“8”或“9”任意一个方向按键信号持续时间超过设定时间时，启动连续方向脉冲单元；

调整参数采集单元：用于采集数字输入区输入的数字信息；在接收到“取消”按键信息时，保存上一次数字输入区输入的数字信息作为调整参数，在接收到“确认”按键信息时，保存所采集获得的数字输入区输入的数字信息作为调整参数；

X轴正向调试检验单元：用于在接收到“X+”按键信号持续时间短于设定时间时，输出X轴正方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

X轴反向调试检验单元：用于在接收到“X-”按键信号持续时间短于设定时间时，输出X轴反方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

Y轴正向调试检验单元：用于在接收到“Y+”按键信号持续时间短于设定时间时，输出Y轴正方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

Y轴反向调试检验单元：用于在接收到“Y-”按键信号持续时间短于设定时间时，输出Y轴反方向调整参数的驱动信号至调试信号端口。

所述控制模块还包括连续方向脉冲单元，该单元用于检验数字输入区输入的按键信号，当采集到数字“1”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“左下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“1”按键信号消失；当采集到数字“2”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“2”按键信号消失；当采集到数字“3”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“右下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“3”按键信号消失；当采集到数字“4”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向左方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“4”按键信号消失；当采集到数字“6”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向右方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“6”按键信号消失；当采集到数字“7”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“左上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“7”按键信号消失；当采集到数字“8”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“8”按键信号消失；当采集到数字“9”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“右上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“9”按键信号消失。

所述控制模块还包括归零单元，该单元用于在采集到“归零”按键信号持续时间短于设定时间时，发送归零控制信号给调试信号端口，用于控制航迹仪归零模式。

在“归零模式”下，航迹仪的绘笔会运动至初始位置。

所述控制模块还包括零位限制单元：该单元用于在接收到“零位限制”按键信号持续时间短于设定时间时，发送归零控制信号给调试信号端口，用于控制航迹仪为零位限制状态；还用于在在接收到“零位限制”按键信号持续时间长于设定时间时，发送清除归零控制信号给调试信号端口，用于解除零位限制状态。

零位限制状态，是航迹仪的一种工作模式，该状态下，驱动绘笔运动的步进电机为粗分模式，接触零位限制状态之后，所述步进电机为细分模式。

所述控制模块还包括报警单元，该单元用于在接收到“报警”按键信号持续时间短于设定时间时，判断当前报警状态，如果当前报警状态为“报警”，则发送“正常”信号给调试信号端口，停止报警；如果当前报警状态为“正常”，则发送“报警”信号给调试信号端口，启动报警；还用于在接收到“报警”按键信号持续时间超过设定时间时，进入X轴方向调换状态。

所述的X轴方向调换状态也称为X_direction change状态，该该状态下，发出的X轴控制信号的方向与正常状态相反。

所述控制模块还包括拾笔落笔单元，该单元用于在接收到“拾笔落笔”按键信号持续时间短于设定时间时，判断当前绘笔的状态，在当前绘笔的状态为“拾起”状态时，发送“落笔”信号给调试信号端口；在当前绘笔的状态为“落笔”状态时，发送“拾起”信号给调试信号端口；还用于在接收到“拾笔落笔”按键信号持续时间长于设定时间时，进入Y轴方向调换状态。

所述Y轴方向调换状态也称之为Y_direction change状态，该状态下，输出的Y轴控制信号的方向与正常状态相反。

所述控制模块还包括零位限制单元，该单元用于在接收到“零位限制”按键信号持续时间长于设定时间时，发送取消接受零位信号给调试信号端口，用于解除零位限制状态。

所述控制模块还包括停止单元，该单元用于在接收到“停止”按键信号时，停止发送任何控制信号。

本实施方式所述的航迹仪静态调试检验工装能够实现的调试检验功能包括：

1.实现定步数移绘笔功能，单方向装订移绘笔脉冲个数不小于65535；2.多方向连续移绘笔功能；3.绘笔归零功能；4.拾/落笔控制功能；5.报警功能。

在实际应用中，将本实施方式所述的航迹仪静态调试检验工装与待调试检验的航迹仪进行电气连接，然后就可以进行调试检验了，具体调试检验过程参见实施方式二、三所述。

实施方式二：本实施方式阐述的采用实施方式一所述的航迹仪静态调试检验工装对航迹仪的各项功能进行调试检验的过程，所述过程包括：

a、选择方向运行功能调试检验：

X轴正向运动功能调试检验：长按X+按键，然后通过数字按键输入调整参数，确认之后，点按X+按键，观察航迹仪绘笔是否朝向X轴正向运动，是则表示功能正常，反之功能有误；X轴反向运动功能调试检验：长按X-按键，然后通过数字按键输入调整参数，确认之后，点按X-按键，观察航迹仪绘笔是否朝向X轴反向运动，是则表示功能正常，反之功能有误；Y轴正向运动功能调试检验：长按Y+按键，然后通过数字按键输入调整参数，确认之后，点按Y+按键，观察航迹仪绘笔是否朝向Y轴正向运动，是则表示功能正常，反之功能有误；Y轴反向运动功能调试检验：长按Y-按键，然后通过数字按键输入调整参数，确认之后，点按Y-按键，观察航迹仪绘笔是否朝向Y轴反向运动，是则表示功能正常，反之功能有误。

b、持续运行功能调试检验：

分别长按八个方向按键，观察绘笔是否朝着按键规定的方向行进，是则表示功能正常，反之功能有误。

c、报警功能调试检验：

检测航迹仪报警信号输出端的电压信号，连续多次按“报警”按键，所述电压信号应当在逻辑高低电平之间转换，则表示功能正常，反之功能有误。

d、拾落笔功能调试检验的步骤；

检测航迹仪控制绘笔的控制信号输出端的电压信号，连续多次“拾笔落笔”按键，所述电压信号在逻辑高低电平之间转换，则表示功能正常，反之功能有误。

e、停止功能调试检验的步骤；

通过“选择方向运行功能调试检验”方法中，控制绘笔沿某一方向持续运动，在运动过程中按停止按键，观察绘笔是否停止当前运行，是则表示功能正常，反之功能有误。

本实施方式是在连接航迹仪后，对航迹仪的基本功能进行调试检测。

实施方式三：本实施方式阐述的采用实施方式一所述的航迹仪静态调试检验工装对航迹仪的各项精度进行调试检验的过程，所述过程包括：

X方向累计行程精度调试检验：通过“拾笔落笔按键”控制绘笔落下，然后通过工装控制绘笔沿X正向运动10000步，然后用游标卡尺测量实际标绘的长度，将该长度与10000步对应的理论距离240mm进行比较获得差值，进而获得X方向累计行程精度。

Y方向累计行程精度调试检验：通过“拾笔落笔按键”控制绘笔落下，然后通过工装控制绘笔沿Y正向运动10000步，然后用游标卡尺测量实际标绘的长度，将该长度与10000步对应的理论距离240mm进行比较获得差值，进而获得Y方向累计行程精度。

单向重复精度调试检验：

X方向：首先安放好杠杆百分表，然后通过工装控制绘笔从起始位置沿X正向运动4000步，再控制绘笔沿X反正运动4000步，重复上述步骤多次，控制绘笔往复运动，根据最终绘笔的位置与起始位置的距离差获得X方向的单向重复精度。

Y方向：首先安放好杠杆百分表，然后通过工装控制绘笔从起始位置沿Y正向运动4000步，再控制绘笔沿Y反向运动4000步，重复上述步骤多次，控制绘笔往复运动，根据最终绘笔的位置与起始位置的距离查获得Y方向的单向重复精度。

垂直度调试检验：

X方向：将专用直角尺放到航迹仪的中间位置，调整专用直角尺的位置使其Y方向的误差为零，此时将杠杆百分表的表头沿X方向由专用直角尺的一端移至另一端，读出差值与合格标准进行比较，获得垂直度。

Y方向：将专用直角尺放到航迹仪的中间位置，调整专用直角尺的位置使其X方向的误差为零，此时将杠杆百分表的表头沿Y方向由专用直角尺的一端移至另一端，读出差值并与合格标准进行比较，获得垂直度。

图板水平度调试检验：

将百分表安放稳定后记录水平数数据，任意移动表头至选取的位置，记录该点水平数据，如此反复选取多个点获得对应的水平数据。计算获得所有水平数据中的最大值与最小值的差值，如果该差值在标准误差范围之内，则合格，否则不合格。标准误差是航迹仪的一个参数。

空程量调试检验：

X方向：通过工装控制绘笔沿X正向运行4000步，安放好杠杆百分表，再控制绘笔沿X正向运动4000步，最后沿X反向运动4000步，将测得的X方向的空程量与航迹仪的标准参数进行比较，在运行范围内则合格，否则不合格。

Y方向：通过工装控制绘笔沿Y正向运动4000步，安放好杠杆百分表，再控制绘笔沿Y正向运动4000步，最后沿Y反向运动4000步，将测得的Y方向的空程量与航迹仪的标准参数进行比较，在运行范围内则合格，否则不合格。

归零精度调试检验：通过工装控制绘笔至任意位置，按下“归零”键，在绘笔运动停止之后，测量其位置与原始位置的距离，获得归零误差。

有效行程范围调试检验：

X方向：通过工装控制绘笔归零，然后再通过工装控制绘笔落笔、并移动绘笔至最X正向机械限位处，测量绘笔所画线的长度，获得X方向行程范围。

Y方向：通过工装控制绘笔归零，然后再通过工装控制绘笔落笔、并移动绘笔至最Y正向机械限位处，测量绘笔所画线的长度，获得Y方向行程范围。

通过实施方式二、三的内容，本领域技术人员应当能够确定，采用本发明所述的航迹仪静态调试检验工装对航迹仪进行调试检验，无需移动航迹仪即可实现对其常用功能的调试检验，并且配以常用的测量工具即可实现对航迹仪各项参数进行调试检验。

Claims (10)

1.航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述工装包括显示器、核心板、扩展板和按键组件，核心板固定在扩展板上，扩展板用于将核心板的数据交换端口转换成与外部连接的通用端口，进而实现与外部直接进行数据交换；该扩展板还用于通过串行或并行数据线将按键组件输出的信号传递给核心板，所述显示器用于显示输出控制参数，该显示器通过扩展板与核心板的显示信号控制端相连接；键盘组件通过扩展板与核心板的按键信息输入端口相连接，扩展板还提供核心板对外两个TTL信号输出端口、一个RS232串行数据通信端口、一个RS422串行数据通信端口。

2.根据权利要求1所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述的按键组件用于输入控制信息，其按键排布方式为：左侧为数字输入区、右侧为功能按键区，所述数字输入区由“3X 3”的矩阵区和一个单独的“0”数字按键组成，所述“3X 3”的矩阵区有九个数字输入按键，其中1、2、3、4、6、7、8、9八个数字按键还分别代表方向信息，其中1表示左下运动方向，2表示向下运动方向，3表示右下运动方向，4表示向左运动方向，6表示向右运动方向，7表示左上运动方向，8表示向上运动方向，9表示右上运动方向，所述功能按键区包括数字“0”、“停止”按键、“归零”按键、“X+”按键、“X-”按键、“Y+”按键、“Y-”按键、“零位限制”按键、“报警”按键、“拾笔落笔”按键、“取消”按键和“确定”按键。

3.根据权利要求1所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述工装还包括蜂鸣器，该蜂鸣器用于连接待调试检验的航迹仪的报警信号输出端。

4.根据权利要求1所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述核心板中嵌入有计算机软件程序实现的控制模块，所述控制模块用于采集按键组件输入的信息，还用于根据所述信息输出控制信号至调试信号端口，所述调试信号端口是指TTL信号输出端口、RS232串行数据通信端口或者RS422串行数据通信端口。

5.根据权利要求4所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述控制模块包括如下单元：

信息采集单元：用于在接收到“X+”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动X轴正向调试检验单元；还用于在接收到“X-”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动X轴反向调试检验单元；还用于在接收到“Y+”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动Y轴正向调试检验单元；还用于在接收到“Y-”按键信号持续时间超过设定时间时，启动调整参数采集单元，然后启动Y轴反向调试检验单元；还用于在接收到“1”、“2”、“3”、“4”、“6”、“7”、“8”或“9”任意一个方向按键信号持续时间超过设定时间时，启动连续方向脉冲单元；

调整参数采集单元：用于采集数字输入区输入的数字信息；在接收到“取消”按键信息时，保存上一次数字输入区输入的数字信息作为调整参数，在接收到“确认”按键信息时，保存所采集获得的数字输入区输入的数字信息作为调整参数；

X轴正向调试检验单元：用于在接收到“X+”按键信号持续时间短于设定时间时，输出X轴正方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

X轴反向调试检验单元：用于在接收到“X-”按键信号持续时间短于设定时间时，输出X轴反方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

Y轴正向调试检验单元：用于在接收到“Y+”按键信号持续时间短于设定时间时，输出Y轴正方向调整参数的驱动信号至调试信号端口；

Y轴反向调试检验单元：用于在接收到“Y-”按键信号持续时间短于设定时间时，输出Y轴反方向调整参数的驱动信号至调试信号端口。

6.根据权利要求5所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述连续方向脉冲单元用于采集数字输入区输入的按键信号，当采集到数字“1”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“左下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“1”按键信号消失；当采集到数字“2”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“2”按键信号消失；当采集到数字“3”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“右下方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“3”按键信号消失；当采集到数字“4”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向左方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“4”按键信号消失；当采集到数字“6”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向右方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“6”按键信号消失；当采集到数字“7”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“左上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“7”按键信号消失；当采集到数字“8”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“向上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“8”按键信号消失；当采集到数字“9”按键信号、且持续超过规定时间时，连续发送“右上方向信号”给调试信号端口，直到所述数字“9”按键信号消失。

7.根据权利要求4所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述控制模块包括归零单元，该单元用于在采集到“归零”按键信号持续时间短于设定时间时，发送归零控制信号给调试信号端口，用于控制航迹仪归零模式。

8.根据权利要求4所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述控制模块包括报警单元，该单元用于在接收到“报警”按键信号持续时间短于设定时间时，判断当前报警状态，如果当前报警状态为“报警”，则发送“正常”信号给调试信号端口，停止报警；如果当前报警状态为“正常”，则发送“报警”信号给调试信号端口，启动报警；还用于在接收到“报警”按键信号持续时间超过设定时间时，进入X轴方向调换状态。

9.根据权利要求4所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述控制模块包括拾笔落笔单元，该单元用于在接收到“拾笔落笔”按键信号持续时间短于设定时间时，判断当前笔的状态，在当前笔的状态为“拾起”状态时，发送“落笔”信号给调试信号端口；在当前笔的状态为“落笔”状态时，发送“拾起”信号给调试信号端口；还用于在接收到“拾笔落笔”按键信号持续时间长于设定时间时，进入Y轴方向调换状态。

10.根据权利要求4所述的航迹仪静态调试检验工装，其特征在于，所述控制模块包括零位限制单元，该单元用于在接收到“零位限制”按键信号持续时间长于设定时间时，发送取消接受零位信号给调试信号端口，用于解除零位限制状态。

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