CN201804108U - 激光测云雷达旋转装置 - Google Patents

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郭春
范梵
孙倩
杨宁
吕军
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Abstract

本实用新型是一种可以带动激光测云雷达绕垂直轴和绕水平轴分别转动的旋转装置，它可以带动激光测云雷达可以按规定的方位和俯仰角对云层进行连续探测。本激光测云雷达旋转装置，底座上固定方位下箱体，俯仰箱体固定在方位上箱体上，方位下箱体与方位上箱体转动相连；它还包括用于带动方位上箱体相对于方位下箱体绕垂直轴转动的方位驱动机构；俯仰轴转动设置在俯仰箱体上；它还包括用于带动俯仰轴相对于俯仰箱体绕水平轴转动的俯仰驱动机构。

Description

激光测云雷达旋转装置
技术领域
本实用新型涉及激光测云雷达的旋转装置，适用于激光测云雷达进行全方位的多点探测。
背景技术
当前激光测云雷达均是安装在一个固定的支架上，所以其探测都采用固定垂直探测方式，只能探测天顶位置云层，限制了激光测云雷达的探测范围和灵活性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种可以带动激光测云雷达绕垂直轴和绕水平轴分别转动的旋转装置，它可以带动激光测云雷达按规定的方位和俯仰角对云层进行连续探测。
本激光测云雷达旋转装置，底座21上固定方位下箱体15，俯仰箱体1固定在方位上箱体12上，方位下箱体15与方位上箱体12转动相连；它还包括用于带动方位上箱体12相对于方位下箱体15绕一垂直轴转动的方位驱动机构；俯仰轴5转动设置在俯仰箱体1上；它还包括用于带动俯仰轴5相对于俯仰箱体1绕一水平轴转动的俯仰驱动机构。
本实用新型的有益效果：使用时，激光测云雷达连接在俯仰轴5上，当俯仰驱动机构带动俯仰轴5绕一水平轴转动转动时，即可改变激光测云雷达的俯仰角；当方位驱动机构驱动方位上箱体12绕一垂直轴转动时，方位上箱体12、俯仰箱体1、俯仰轴5及激光测云雷达就一起相对于方位下箱体15转动，即可改变激光测云雷达的方位角。这样，激光测云雷达就既可绕垂直轴转动，又可绕水平轴转动，按规定的方位和俯仰角对云层进行连续探测。
对于上述的激光测云雷达旋转装置的改进，俯仰驱动机构包括俯仰电机8、用于控制俯仰电机8的俯仰电机驱动器30、减速机7、俯仰大齿轮2、俯仰小齿轮6；俯仰电机8、减速机7均设置在俯仰箱体1上；俯仰电机8的输出轴与减速机7的输入轴相连；减速机7的输出轴上固定有俯仰小齿轮6，与俯仰小齿轮6相啮合的俯仰大齿轮2在周向固定在俯仰轴5上。优选，它还包括控制器31、俯仰测角电位器26、俯仰测角编码器28，俯仰测角电位器26和俯仰测角编码器28均通过俯仰测角齿轮27与俯仰大齿轮2啮合；俯仰测角电位器26和俯仰测角编码器28的输出均连接在控制器31上；控制器31的输出接俯仰电机驱动器30。俯仰测角电位器26和俯仰测角编码器28分别检测俯仰测角齿轮27转动的圈数和不到一圈的转动角度，并传输给控制器，控制器即可计算出俯仰轴5相对于俯仰箱体1转动的俯仰角度。如俯仰轴5转动到达设定的俯仰角度，控制器就输出信号至俯仰电机驱动器30，使得俯仰电机8停止转动。通过该带有伺服控制系统的旋转装置，可以精确控制俯仰轴5转动的俯仰角度，精度高，操作方便。
对于上述的激光测云雷达旋转装置的改进，方位驱动机构包括方位电机18、用于控制方位电机的方位电机驱动器16、减速机17、方位内齿轮11、方位小齿轮10；方位电机18、减速机17均设置在方位下箱体15上；方位电机18的输出轴与减速机17的输入轴相连；减速机17的输出轴上固定有方位小齿轮10，与方位小齿轮10相啮合的方位内齿轮11固定在方位上箱体12。优选，它还包括控制器31、方位测角电位器23、方位测角编码器24，方位测角电位器23和方位测角编码器24均通过方位测角齿轮9与方位内齿轮11啮合；方位测角电位器23和方位测角编码器24的输出均连接在控制器31上；控制器31的输出接方位电机驱动器16。方位测角电位器23和方位测角编码器24分别检测方位测角齿轮9转动的圈数和不到一圈的转动角度，并传输给控制器，控制即可计算出方位上箱体12相对于方位下箱体15转动的方位角度。如方位上箱体12转动到达设定的方位角度，控制器就输出信号至方位电机驱动器16，使得方位电机18停止转动。通过该带有伺服控制系统的旋转装置，可以精确控制方位上箱体12转动的方位角度，精度高，操作方便。
附图说明
图1是本实用新型的主视图
图2是图1的右视图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
参见图1、2所示的激光测云雷达旋转装置。它包括俯仰箱体1、俯仰大齿轮2、键3、轴承4、俯仰轴5、俯仰小齿轮6、俯仰行星减速机7、俯仰电机8、方位测角齿轮组合9、方位小齿轮10、方位内齿轮11、方位上箱体12、方位安装板13、滚珠14、方位下箱体15、方位电机驱动器16、方位行星减速机17、方位电机18、方位电机安装板19、方位同步带和同步轮20、底座21、方位测角板22、方位测角电位器23、方位测角编码器24、方位连接电缆25、俯仰测角电位器26、俯仰测角齿轮组合27、俯仰测角编码器28、俯仰测角板29、俯仰电机驱动器30、控制器31、俯仰同步带和同步轮32、俯仰电机安装板33、俯仰安装板34、电源模块35、俯仰固定板36。
俯仰大齿轮2与俯仰轴5通过键3来固定，俯仰轴5通过轴承4安装在俯仰箱体1上。俯仰电机8壳体固定在俯仰电机安装板33上，其输出轴通过俯仰同步带和同步轮32与减速机7输入轴连接，减速机7壳体用螺钉固定在俯仰安装板34上。俯仰小齿轮6固定在减速机7的输出轴上，并与俯仰大齿轮2啮合。俯仰测角电位器26与俯仰测角编码器28均安装在俯仰测角板29上，并均通过俯仰测角齿轮27与俯仰大齿轮2啮合。俯仰测角板29用螺栓固定在俯仰安装板34上，俯仰安装板34用螺栓固定在俯仰箱体1上。控制器31、俯仰电机驱动器30、电源模块35分别固定在俯仰固定板36上，俯仰固定板36用螺钉固定在俯仰箱体上。
方位上箱体12与俯仰箱体1用螺栓固定。方位下箱体15与方位上箱体12之间装有滚珠14，形成转动连接。方位内齿轮11用螺栓固定在方位上箱体12上，方位电机驱动器用螺钉固定在方位安装板13上，方位电机18壳体固定在方位电机安装板19上，其输出轴通过方位同步带和同步轮20与减速机17输入轴连接，减速机17壳体用螺栓固定在方位安装板13上。方位小齿轮10固定在减速机17的输出轴上，并与方位内齿轮11啮合。方位测角电位器23与方位测角编码器24均安装在方位测角板22上，并均通过方位测角齿轮组合9与方位内齿轮11啮合。方位测角板22用螺栓固定在方位下箱体15上。控制器31通过方位连接电缆25与方位箱体内电机驱动器16等相连。方位下箱体15底部套入底座安装杆顶部，并用螺栓锁紧。
本实用新型是为激光测云雷达提供一种操作方便、伺服控制系统精度高的角度调整装置，在上位机软件的控制下，旋转装置可以带动激光测云雷达按程序规定的方位和俯仰角对云层进行连续探测。
本实用新型工作原理如下：控制器接收到下达的带有角度信息的转动命令后，驱动方位电机、俯仰电机转动，并通过测角电位器和测角编码器测量方位、俯仰的当前角度，在到达设定的角度后，停止转动，向控制系统发送到位信息和到位角度。本实用新型相比背景技术有如下优点。
1、本实用新型可以调整激光测云雷达的方位、俯仰角度，固定对天空中某个关键位置的云层进行探测，当调整激光测云雷达指向天顶时，即变为传统的固定垂直探测方式。
2、上位机的控制软件可设定几个目标角度，控制本实用新型定时、循环调整激光测云雷达的方位、俯仰到设定的角度，可以实现多点连续观测。
3、可以在激光测云雷达上安装摄像设备，上位机软件控制本实用新型调整激光测云雷达的方位、俯仰角度，并显示天空的图像，在观察到有云时，对其进行高度测量。

Claims (5)

1.激光测云雷达旋转装置，其特征是：底座(21)上固定方位下箱体(15)，俯仰箱体(1)固定在方位上箱体(12)上，方位下箱体(15)与方位上箱体(12)转动相连；它还包括用于带动方位上箱体(12)相对于方位下箱体(15)绕一垂直轴转动的方位驱动机构；俯仰轴(5)转动设置在俯仰箱体(1)上；它还包括用于带动俯仰轴(5)相对于俯仰箱体(1)绕一水平轴转动的俯仰驱动机构。
2.如权利要求1所述的激光测云雷达旋转装置，其特征是：俯仰驱动机构包括俯仰电机(8)、用于控制俯仰电机(8)的俯仰电机驱动器(30)、减速机(7)、俯仰大齿轮(2)、俯仰小齿轮(6)；俯仰电机(8)、减速机(7)均设置在俯仰箱体(1)上；俯仰电机(8)的输出轴与减速机(7)的输入轴相连；减速机(7)的输出轴上固定有俯仰小齿轮(6)，与俯仰小齿轮(6)相啮合的俯仰大齿轮(2)在周向固定在俯仰轴(5)上。
3.如权利要求2所述的激光测云雷达旋转装置，其特征是：它还包括控制器(31)、俯仰测角电位器(26)、俯仰测角编码器(28)，俯仰测角电位器(26)和俯仰测角编码器(28)均通过俯仰测角齿轮(27)与俯仰大齿轮(2)啮合；俯仰测角电位器(26)和俯仰测角编码器(28)的输出均连接在控制器(31)上；控制器(31)的输出接俯仰电机驱动器(30)。
4.如权利要求1所述的激光测云雷达旋转装置，其特征是：方位驱动机构包括方位电机(18)、用于控制方位电机的方位电机驱动器(16)、减速机(17)、方位内齿轮(11)、方位小齿轮(10)；方位电机(18)、减速机(17)均设置在方位下箱体(15)上；方位电机(18)的输出轴与减速机(17)的输入轴相连；减速机(17)的输出轴上固定有方位小齿轮(10)，与方位小齿轮(10)相啮合的方位内齿轮(11)固定在方位上箱体(12)。
5.如权利要求4所述的激光测云雷达旋转装置，其特征是：它还包括控制器(31)、方位测角电位器(23)、方位测角编码器(24)，方位测角电位器(23)和方位测角编码器(24)均通过方位测角齿轮(9)与方位内齿轮(11)啮合；方位测角电位器(23)和方位测角编码器(24)的输出均连接在控制器(31)上；控制器(31)的输出接方位电机驱动器(16)。 
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