CN214843038U - 一种采用rs485网络通讯的天线面板形变采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，包括安装在望远镜天线面板侧面，与望远镜天线面板具有一定距离的测量平台支撑架，测量平台支撑架上设置有水平运动机构滑轨，水平运动机构滑轨上安装有水平运动机构，水平运动机构包括水平运动电机和水平滑块，水平运动机构上安装有竖直运动机构，竖直运动机构包括竖直滑轨、限定架和竖直电机，竖直滑轨上滑动安装有观测平台，CCD相机系统安装在观测平台上，CCD相机系统包括CCD相机安装架、CCD相机、CCD相机俯仰电机和CCD相机自旋电机。本实用新型可以从多个角度采集天线面板形状及形变，方便对天线面板进行分析和研究。

Description

一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置

技术领域

本实用新型涉及设备检测控制的技术领域，具体的说，是一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置。

背景技术

射电望远镜（英文名称radio telescope）是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。包括收集射电波的定向天线，放大射电信号的高灵敏度接收机，信息记录﹑处理和显示系统等。

天文射电望远镜天线反射面的面板巨大，单根天线的尺寸可达数百米，因此，受到材料，重力，照射、温度变化等天气影响时，天线面板会不可避免的产生形变，而天线面板的尺寸对信号收集的分辨率、灵敏度会有显著的影响，而目前，对于天线面板形变导致的信号采集灵敏度变化研究甚少。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是针对背景技术提出的问题，提供一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，包括射电望远镜天线面板，其中：还包括安装在射电望远镜天线面板侧面，与射电望远镜天线面板具有一定距离的测量平台支撑架，测量平台支撑架上设置有水平运动机构滑轨，水平运动机构滑轨与射电望远镜天线面板的水平中线对齐，水平运动机构滑轨上安装有水平运动机构，水平运动机构包括水平运动电机和水平滑块，水平滑块滑动设置在水平运动机构滑轨上，水平运动电机固定在测量平台支撑架上，用于推动水平滑块在水平运动机构滑轨上滑动，水平滑块上安装有竖直运动机构，竖直运动机构包括竖直滑轨、限定架和竖直电机，竖直滑轨下端与水平滑块固定连接，上端与限定架固定连接，竖直电机固定在限定架上，竖直滑轨上滑动安装有观测平台，竖直电机用于推动观测平台在竖直滑轨上上下滑动，CCD相机系统安装在观测平台上，CCD相机系统包括CCD相机安装架以及CCD相机和防护罩，CCD相机安装架包括相机俯仰和自旋运动机构，CCD相机和防护罩与相机俯仰和自旋运动机构一起安装在观测平台上，CCD相机俯仰电机及传动机构能带动CCD相机做俯仰运动，自旋电机及传动机构能带动CCD相机和防护罩做自旋运动，水平运动电机、竖直电机、CCD相机和防护罩以及相机俯仰和自旋运动机构均通过RS485与一控制装置连接，控制装置控制水平运动电机、竖直电机、相机俯仰和自旋运动机构运作，使CCD相机和防护罩能以不同的高度，角度和姿态对射电望远镜天线面板进行拍摄成像，采集射电望远镜天线面板的结构图片。

为优化上述结构形式，采取的具体措施还包括：

上述的相机俯仰和自旋运动机构包括CCD相机俯仰电机和CCD相机自旋电机，CCD相机俯仰电机固定安装在CCD相机安装架上，CCD相机自旋电机安装在CCD相机俯仰电机上，CCD相机和防护罩安装在CCD相机自旋电机上，CCD相机俯仰电机能带动CCD相机自旋电机和CCD相机和防护罩做俯仰动作，CCD相机自旋电机能带动CCD相机和防护罩做自旋动作。

上述的射电望远镜天线面板安装在面板旋转机构上，面板旋转机构能带动射电望远镜天线面板360°旋转。

上述的面板旋转机构通过RS485与控制装置连接。

上述的控制装置为主控计算机。

上述的面板旋转机构包括射电望远镜天线面板安装架和若干个望远镜天线面板控制电机，射电望远镜天线面板铰接在望远镜天线面板安装架上，望远镜天线面板控制电机与射电望远镜天线面板下表面连接，望远镜天线面板控制电机能推动射电望远镜天线面板绕望远镜天线面板安装架旋转。

上述的RS485采用的通讯芯片为MAX485。

上述的测量平台支撑架为钢质支架。

上述的射电望远镜天线面板的面板上粘贴摄影测量的靶标。

水平运动电机、竖直电机、CCD相机、CCD相机俯仰电机和CCD相机自旋电机与被测的射电望远镜天线面板旋转平台一起组成一个五维的图像采集运动机构，使CCD相机能以不同的高度，角度和姿态对望远镜天线面板进行摄像，采集望远镜天线面板的结构图片。

本实用新型通过将基于RS485网络通讯的多节点控制运用在由多个步进电机和CCD摄影相机所组成的多维转台摄影测量系统中。 多维转台搭载CCD相机，控制CCD相机水平、上下、俯仰和自旋动作，相机在不同姿态下通过在面板上粘贴摄影测量的靶标对射电望远镜天线面板进行成像拍摄，形成良好的拍摄网型，最后综合不同角度，距离拍摄的目标图像，准确获知射电望远镜天线面板的整体焦距和形变信息，然后通过专业软件分析不同温度环境，不同结构和材料对拍摄目标型面的影响。

本实用新型实现了对望远镜天线面板的尺寸的精确采集，为望远镜天线面板尺寸变化对收集的信号灵敏度的影响提供技术支持。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2是图1中测量平台支撑架的侧视图；

图3是系统多个电机总体通讯连接框图。

其中，附图标记为：射电望远镜天线面板1、测量平台支撑架2、水平运动机构滑轨3、水平运动电机4、水平滑块5、竖直滑轨6、限定架7、竖直电机8、观测平台9、CCD相机和防护罩10、CCD相机俯仰电机11、CCD相机自旋电机12、面板旋转机构13。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。

一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，包括射电望远镜天线面板1，其中：还包括安装在射电望远镜天线面板1侧面，与射电望远镜天线面板1具有一定距离的测量平台支撑架2，测量平台支撑架2上设置有水平运动机构滑轨3，水平运动机构滑轨3与射电望远镜天线面板1的水平中线对齐，水平运动机构滑轨3上安装有水平运动机构，水平运动机构包括水平运动电机4和水平滑块5，水平滑块5滑动设置在水平运动机构滑轨3上，水平运动电机4固定在测量平台支撑架2上，用于推动水平滑块5在水平运动机构滑轨3上滑动，水平滑块5上安装有竖直运动机构，竖直运动机构包括竖直滑轨6、限定架7和竖直电机8，竖直滑轨6下端与水平滑块5固定连接，上端与限定架7固定连接，竖直电机8固定在限定架7上，竖直滑轨6上滑动安装有观测平台9，竖直电机8用于推动观测平台9在竖直滑轨6上上下滑动，CCD相机系统安装在观测平台9上，CCD相机系统包括CCD相机安装架、CCD相机和防护罩10、CCD相机俯仰电机11和CCD相机自旋电机12，CCD相机安装架安装在观测平台9上，CCD相机俯仰电机11及其传动机构固定安装在观测平台上，CCD相机自旋电机12及其传动机构安装在观测平台上，CCD相机和防护罩固定在观测平台上并在俯仰电机和自旋电机传功机构的作用下做相应的运动。CCD相机俯仰电机11能带动CCD相机自旋电机12、CCD相机和防护罩10做俯仰动作，CCD相机自旋电机12能带动CCD相机和防护罩10做自旋动作，水平运动电机4、竖直电机8、CCD相机和防护罩10、CCD相机俯仰电机11和CCD相机自旋电机12均通过RS485与一控制装置连接，控制装置控制水平运动电机4、竖直电机8、CCD相机俯仰电机11和CCD相机自旋电机12运作，使CCD相机和防护罩10能以不同的高度，角度和姿态对射电望远镜天线面板1进行摄像，采集射电望远镜天线面板1的结构图片。

实施例中，射电望远镜天线面板1安装在面板旋转机构13上，面板旋转机构13能带动射电望远镜天线面板1 进行360°旋转。

实施例中，面板旋转机构13通过RS485与控制装置连接。

实施例中，控制装置为主控计算机。

实施例中，面板旋转机构13包括望远镜天线面板安装架和若干个望远镜天线面板控制电机，射电望远镜天线面板1铰接在望远镜天线面板安装架上，望远镜天线面板控制电机与射电望远镜天线面板1下表面连接，望远镜天线面板控制电机能推动射电望远镜天线面板1绕望远镜天线面板安装架旋转。

实施例中，RS485采用的通讯芯片为MAX485。

实施例中，测量平台支撑架2为钢质支架。

本实用新型为了能采用一个主控计算机对多个设备进行同时的控制和状态检测，我们采用了RS485网络将各个设备进行了网络连接，RS-485总线标准能够有效支持多个分节点，通信距离远，并且对于信息的接收灵敏度较高。 一般情况下RS485的传输距离达1200米左右，在总线上允许连接多达128个节点，即可以最多控制128个独立的设备。RS485接口组成的半双工网络只需二根连线，网络均采用屏蔽双绞线传输。在本专利申请中，每一个电机设备都搭载一个电路板，每一个电路板主要有STC12C5410AD MCU、MAX485网络通讯芯片和其他驱动电路组成。STC12C5410AD是高速/低功耗的新一代8051MCU,片上集成512字节RAM，内部集成MAX810专用复位电路，可通过串口直接烧写用户程序,无需专用编程器。我们采用了多个MCU对多个设备进行了编程的控制，主要是编程发出电机运动所需要的脉冲和方向，相机拍摄所需要的同步触发信号等。为了独立控制不同的设备，我们对各设备的控制单元MCU进行了地址编址和控制字编码（自己编程定义）。每一个设备具有唯一的地址编号，并且将各个设备的动作以控制字的形式编写到MCU控制程序中，地址加上控制字组成了每一个设备独有的控制命令代码。主机将控制命令代码广播到485网络总线上，各个设备的MCU处理器同步收到命令代码，并且通过程序判断所发出的命令代码（含地址）是否与自己的地址编码相匹配，如果相匹配紧接着解析后面的控制字执行相应的动作。采用这种方法使得主机发送的一条命令代码与某一个设备所执行的一次特定的动作建立一一对应的关系，不会造成误动作、漏动作和重复动作。

本实用新型的摄影测量平台的工作原理如下：CCD相机被使用在此系统中进行成像测量。被测得物体是天文射电望远镜的天线反射面的面板，它放置在一个可360°旋转的机构设备上，跟随机构一起运动。CCD成像相机安装在附近的测量平台支撑架上，并且可以在水平电机，垂直电机，俯仰电机和自旋电机的驱动下在不同位置和不同角度的做成像拍摄。实际中，这五维的电机都采用两相步进电机。在此五维运动机构的驱动之下，我们可以根据这些多个位置和多个角度的图像对被测物(天线面板)形状及形变进行分析和研究。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，包括射电望远镜天线面板(1)，其特征是：还包括安装在射电望远镜天线面板(1)侧面，与射电望远镜天线面板(1)具有一定距离的测量平台支撑架(2)，所述的测量平台支撑架(2)上设置有水平运动机构滑轨(3)，所述的水平运动机构滑轨(3)与射电望远镜天线面板(1)的水平中线对齐，所述的水平运动机构滑轨(3)上安装有水平运动机构，所述的水平运动机构包括水平运动电机(4)和水平滑块(5)，所述的水平滑块(5)滑动设置在水平运动机构滑轨(3)上，所述的水平运动电机(4)固定在测量平台支撑架(2)上，用于推动水平滑块(5)在水平运动机构滑轨(3)上滑动，所述的水平滑块(5)上安装有竖直运动机构，所述的竖直运动机构包括竖直滑轨(6)、限定架(7)和竖直电机(8)，所述的竖直滑轨(6)下端与水平滑块(5)固定连接，上端与限定架(7)固定连接，所述的竖直电机(8)固定在限定架(7)上，竖直滑轨(6)上滑动安装有观测平台(9)，所述的竖直电机(8)用于推动观测平台(9)在竖直滑轨(6)上上下滑动，CCD相机系统安装在观测平台(9)上，所述的CCD相机系统包括CCD相机安装架以及CCD相机和防护罩(10)，所述的CCD相机安装架包括相机俯仰和自旋运动机构，所述的CCD相机和防护罩(10)与相机俯仰和自旋运动机构一起安装在观测平台(9)上，所述的CCD相机俯仰电机(11)及传动机构能带动CCD相机做俯仰运动，自旋电机(12)及传动机构能带动CCD相机和防护罩(10)做自旋运动，所述的水平运动电机(4)、竖直电机(8)、CCD相机和防护罩(10)以及相机俯仰和自旋运动机构均通过RS485与一控制装置连接，所述的控制装置控制水平运动电机(4)、竖直电机(8)、相机俯仰和自旋运动机构运作，使CCD相机和防护罩(10)能以不同的高度，角度和姿态对射电望远镜天线面板(1)进行拍摄成像，采集射电望远镜天线面板(1)的结构图片。

2.根据权利要求1所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的相机俯仰和自旋运动机构包括CCD相机俯仰电机(11)和CCD相机自旋电机(12)，CCD相机俯仰电机(11)固定安装在CCD相机安装架上，CCD相机自旋电机(12)安装在CCD相机俯仰电机(11)上，所述的CCD相机和防护罩(10)安装在CCD相机自旋电机(12)上，所述的CCD相机俯仰电机(11)能带动CCD相机自旋电机(12)和CCD相机和防护罩(10)做俯仰动作，CCD相机自旋电机(12)能带动CCD相机和防护罩(10)做自旋动作。

3.根据权利要求2所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的射电望远镜天线面板(1)安装在面板旋转机构(13)上，所述的面板旋转机构(13)能带动射电望远镜天线面板(1)360°旋转。

4.根据权利要求3所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的面板旋转机构(13)通过RS485与控制装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的控制装置为主控计算机。

6.根据权利要求5所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的面板旋转机构(13)包括射电望远镜天线面板安装架和若干个望远镜天线面板控制电机，所述的射电望远镜天线面板(1)铰接在望远镜天线面板安装架上，望远镜天线面板控制电机与射电望远镜天线面板(1)下表面连接，望远镜天线面板控制电机能推动射电望远镜天线面板(1)绕望远镜天线面板安装架旋转。

7.根据权利要求6所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的RS485采用的通讯芯片为MAX485。

8.根据权利要求7所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的测量平台支撑架(2)为钢质支架。

9.根据权利要求8所述的一种采用RS485网络通讯的天线面板形变采集装置，其特征是：所述的射电望远镜天线面板(1)的面板上粘贴摄影测量的靶标。

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