CN207946479U - 新型弹载电子设备可靠性检测分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型弹载电子设备可靠性检测分析系统，该系统能全自动模拟航空、电子、船舶、兵器、等领域弹载电子设备实际运行工况，模拟弹载电子设备飞行轨迹。通过拾取测试单元对弹载电子设备可能存在的结构缺陷包括：裂纹，结构松动，螺钉及点胶脱落，异物引入进行判断分析，改善生产工艺，提高弹载电子设备可靠性。本实用新型能自动完成拾取、测试、摆放过程。判断分析航空、电子、船舶、兵器、等领域弹载电子设备结构缺陷。本实用新型的有益效果：使被测弹载电子设备进行空间球面运动，模拟飞行工况进行振动、旋转、翻滚、直线往复运动、曲线往复运动，自动完成拾取、摆放、检测分析，全程自动化无人工干预，提高效率节约人力资源。

Description

新型弹载电子设备可靠性检测分析系统

技术领域

本实用新型属于机械电子技术领域，具体涉及三轴六自由度反馈式机械运动装置的设计制造，数据采集控制电路设计，模拟、数字信号处理，传感器反馈控制，超声检测分析及远程加密控制测试分析软件的编写。

背景技术

同类：国内没有专业用于弹载电子设备可靠性分析的自动化检测分析设备。国外仅美国，德国有类似用于材料及结构分析的常规测试分析仪，但功能单一非全自动综合测试分析系统。

相关：本实用新型中涉及的部分部件国内有类似应用，但本实用新型有特殊改动：

1.三轴六自由度机械臂作为运动执行单元在部分工业自动化中有应用，但本实用新型的六自由度反馈式机械臂能柔性安装拾取测试单元，能模拟弹道飞行做空间球面运动及单轴向的振动、旋转、翻滚、直线往复运动、曲线往复运动。并利用多路传感器信号做反馈控制。

2.常规拾取装置不具备图像传感器、激光位移传感器、陀螺仪、三轴压力传感器、三轴加速度传感器、声学传感器等综合反馈测试单元。

3.常规控制分析主机需要与外部信号放大处理装置配套使用，本实用新型独创电路板将信号输出单元，采集反馈单元，放大电路，阈值比对电路及远程无线加密模块合理配置，能实现安全远程测试控制分析。

具体比较：

国内无专业用于弹载电子设备可靠性分析的自动化检测分析设备无可比性。美国、德国有基于声学技术对电子产品进行材料结构失效分析及异物引入测试分析的应用，但相关应用需要借助振动台或转台进行激励，不能满足弹载电子设备飞行模拟的实际需要。同时以往常规的检测中都需要人工安装被测试件于设备上，本实用新型能自动完成对被测试件的拾取摆放，并在其过程中完成空间飞行模拟并进行测试分析。

国内尚无弹载电子设备可靠性检测分析系统，属于技术市场空白。国外单纯的材料结构失效分析及异物引入测试分析设备不能满足航空、电子、船舶、兵器、等领域弹载电子设备的可靠信检测分析需要。

国内急需一款能满足航空、电子、船舶、兵器、等领域弹载电子设备可靠性分析的自动化多功能测试分析的设备。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种全自动的检测分析系统，模拟航空、电子、船舶、兵器、等领域弹载电子设备实际运行工况，对弹载电子设备进行空间运动模拟。通过拾取测试单元对弹载电子设备可能存在的结构缺陷包括：裂纹，结构松动，螺钉及点胶脱落，异物引入进行判断分析，改善生产工艺，提高设备可靠性。

解决本实用新型的具体技术方案：

系统包括控制分析主机，六自由度反馈式机械臂，拾取测试单元，远程移动终端，其特征在于拾取测试单元通过柔性连接方式安装在六自由度反馈式机械臂上，拾取测试单元内部集成安装图像传感器、激光位移传感器、陀螺仪、三轴压力传感器、三轴加速度传感器、声学传感器，控制分析主机与六自由度反馈式机械臂通过控制电缆连接的同时通过VPN加密方式与远程移动终端无线连接。

六自由度反馈式机械臂上安装拾取测试单元在控制分析主机的控制下能实现拾取测试单元做三轴六自由度的球面运动及单轴向振动、旋转、翻滚、直线往复运动、曲线往复运动模拟弹在电子设备飞行运动轨迹。

拾取测试单元安装在六自由度反馈式机械臂上能自动完成对被测电子产品的拾取、测试、摆放。

拾取测试单元能同时通过图像传感器自动判断被测电子产品外形尺寸定位拾取位置，通过激光位移传感器自动判断拾取距离，通过三轴压力传感器反馈拾取力度，通过陀螺仪反馈运动方位、角度，通过三轴加速度传感器反馈空间振动加速度，通过声学传感器反馈在运动状态下被测电子设备壳体的超声信号。

控制分析主机内部集成控制电路及固化软件能同时控制六自由度反馈式机械臂上安装的拾取测试单元做空间球面运动的同时检测分析被测电子产品的壳体超声信号并通过VPN加密方式与远程移动终端无线连接，由远程移动终端同时控制运动测试分析过程。

远程终端加密连接控制分析主机，通过数据库调用预置弹载电子设备类型及所需要进行的空间运动参数，开始检测分析。六自由度反馈式机械臂通过前端拾取测试单元上的图像传感器及激光位移传感器，自动捕捉拾取被测电子设备，拾取力度及运行中所需要的抓握强度由三轴压力传感器反馈给执行单元，机械臂开始向摆放位置运动，在运动过程中完成对被测电子设备的空间运动模拟包括三轴六自由度的球面运动及单轴向振动、旋转、翻滚、直线往复运动、曲线往复运动。运动过程中拾取测试单元的声学传感器完成对被测电子设备表面的超声信号进行检测，反馈到控制主机进行分析判断被测电子设备是否存在结构缺陷包括：裂纹，结构松动，螺钉及点胶脱落，异物引入，生成分析报告。待被测电子设备被摆放在已测区域后，设备自动拾取下一个电子设备进行自动测试。所有测试完成后系统停机，机械臂复位。

本实用新型的有益效果组成：

1.六自由度反馈式机械臂自动拾取被测电子设备并在摆放过程中完成对电子设备的检测分析，全程自动化无人工干预，提高效率节约人力资源。

2.六自由度反馈式机械臂能使被测弹载电子设备进行空间球面运动模拟飞行工况进行振动、旋转、翻滚、直线往复运动、曲线往复运动。

3.拾取测试单元能综合检测分析弹载电子设备可能存在的结构缺陷包括：裂纹，结构松动，螺钉及点胶脱落，改善生产工艺，提高弹载电子设备可靠性。

4.远程终端通过加密方式与控制主机无线连接，方便设备的使用和监控保障数据安全。操作方便快捷。

附图说明

1.图1新型弹载电子设备可靠性检测分析系统结构图

(1)六自由度反馈式机械臂

(2)拾取测试单元

(9)控制分析主机

(10)远程移动终端

2.图2拾取测试单元结构图

(3)图像传感器

(4)激光位移传感器

(5)陀螺仪

(6)三轴压力传感器

(7)三轴加速度传感器

(8)声学传感器

具体实施方式

通过控制分析主机固化软件选择调用弹载电子设备类型为滤波器件，运行类型为空间翻转360°，沿X、Y、Z、轴同时做10g往复运动。开始测试，控制信号经过集成运算放大器输入到电压放大电路驱动六自由度反馈式机械臂运动到被测电子设备物料端，图像传感器及激光位移传感器定位被测电子设备外形尺寸为长方形，六面体，50cm距离，拾取测试单元检测被测电子设备重量为500g，传感器数据反馈到控制分析主机放大电路进行 A/D转换，控制分析软件计算运动轨迹，力度，被测电子设备被移向已检区域。移动过程中完成空间翻转360°，沿X、Y、Z、轴同时做10g往复运动，陀螺仪反馈运动姿态，通过控制分析主机进行加权，平均计算，修正机械臂运动执行精度，拾取测试单元感测被测电子设备表面超声变化，判断裂纹，结构松动，螺钉及点胶脱落，异物引入等结构缺陷。如发现异常，机械臂将被测电子设备摆放于不良品区域，如未发现异常，机械臂将电子设备摆放于良品区。待本次测试结束后，系统自动进行下一个电子设备的检测分析，全部测试结束后停机，复位。

实施例：

1.采用三轴六自由度力扭矩传感器配备机械臂，采用高精度电机为运动执行单元。

2.控制分析主机内部采用800W 28V大功率直流稳压电源供电。程序烧录主控电路，输出信号经放大电路放大，进行模拟输出，模数转换电路采用24bit运算芯片，16路IN，4路OUT MIMO控制。

3.采用matlab(vb,c或labview)编写驱动程序及操作软件。

4.设计制造拾取测试单元确认空间结构及材料强度。

5.设计制造六自由度反馈式机械臂，完成结构设计，材料强度测试，运动执行调试。

6.设计制造高灵敏度声学传感器，匹配放大电路，滤波模式及频率。

7.部件连接，控制主机集成，完成设备内部结构及外观设计。

8.功能实现。

Claims (5)

1.一种新型弹载电子设备可靠性检测分析系统，包括控制分析主机(9)，六自由度反馈式机械臂(1)，拾取测试单元(2)，远程移动终端(10)，其特征在于拾取测试单元(2)通过柔性连接方式安装在六自由度反馈式机械臂(1)上，拾取测试单元(2)内部集成安装图像传感器(3)、激光位移传感器(4)、陀螺仪(5)、三轴压力传感器(6)、三轴加速度传感器(7)、声学传感器(8)，控制分析主机(9)与六自由度反馈式机械臂(1)通过控制电缆连接的同时通过VPN加密方式与远程移动终端(10)无线连接。

2.根据权利要求1所述的新型弹载电子设备可靠性检测分析系统，其特征是六自由度反馈式机械臂(1)上安装拾取测试单元(2)在控制分析主机(9)的控制下能实现拾取测试单元(2)做三轴六自由度的球面运动及单轴向振动、旋转、翻滚、直线往复运动、曲线往复运动模拟弹在电子设备飞行运动轨迹。

3.根据权利要求1所述的新型弹载电子设备可靠性检测分析系统，其特征是拾取测试单元(2)安装在六自由度反馈式机械臂(1)上能自动完成对被测电子产品的拾取、测试、摆放。

4.根据权利要求1所述的新型弹载电子设备可靠性检测分析系统，其特征是拾取测试单元(2)能同时通过图像传感器(3)自动判断被测电子产品外形尺寸定位拾取位置，通过激光位移传感器(4)自动判断拾取距离，通过三轴压力传感器(6)反馈拾取力度，通过陀螺仪(5)反馈运动方位、角度，通过三轴加速度传感器(7)反馈空间振动加速度，通过声学传感器(8)反馈在运动状态下被测电子设备壳体的超声信号。

5.根据权利要求1所述的新型弹载电子设备可靠性检测分析系统，其特征是控制分析主机(9)内部集成控制电路及固化软件能同时控制六自由度反馈式机械臂(1)上安装的拾取测试单元(2)做空间球面运动的同时检测分析被测电子产品的壳体超声信号并通过VPN加密方式与远程移动终端(10)无线连接，由远程移动终端(10)同时控制运动测试分析过程。