多路靶标位置距离控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种多路靶标位置距离控制装置，旨在提供一种给定距离实现反应快，高精度控制靶标距离的多通道靶标接近运动距离控制装置。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：靶标运动单元通过多通道独立的单片机控制电路布置为矩阵式，每一路单片机控制电路均相连上位计算机，并且每一路单片机控制电路均设置有相异的地址编码，作为上位计算机通过RS485总线寻址某一路确定的靶标运动控制单元；单片机接收上位计算机的位置距离控制指令，控制步进电机通过控制器及驱动芯片控制直线伸出或收缩运动，上通道寻址靶标运动单元选通靶标运动单元沿接近传感器的轴向感应面，实现多路靶标给定位置设置的距离控制。

Multi target position distance control device

The invention discloses a multi-channel target position distance control device, which aims to provide a multi-channel target approaching motion distance control device with fast response and high precision for controlling target distance at a given distance. The invention is realized by the following technical scheme: the target movement unit is arranged in a matrix form through a multi-channel independent single-chip microcomputer control circuit, each single-chip microcomputer control circuit is connected to a host computer, and each single-chip microcomputer control circuit is provided with a different address code, and the host computer passes through the RS485 bus as the host computer. The single chip microcomputer receives the position and distance control instructions from the upper computer, controls the stepper motor to control the linear stretching or contracting movement through the controller and the drive chip, and the upper channel addressing target movement unit selects the target movement unit along the axial induction surface of the proximity sensor to achieve this goal. Distance control for a given position of multiple targets.

【技术实现步骤摘要】
多路靶标位置距离控制装置
本专利技术涉及一种主要用于实现接近传感器与靶标不同接近距离的运动控制装置，尤其是安装在起落架上的接近传感器及其靶标相对运动方式和行程设置的控制装置。
技术介绍
接近传感器是一种能够检测两物体间的距离并根据预设的距离值去控制或驱动某种执行机构的设备。因此在很多领域都有着广泛的用途：①在航空、航天技术中用以舱门、起落架的位置监测；②在日常生活中，如宾馆、饭店、车库的自动门；③在安全防盗方面，如资料档案、财会、金融、博物馆、金库等重地，通常都装有由各种接近传感器组成的防盗装置；④在测量技术中，如长度，位置的测量；在控制技术中，如位移、速度、加速度的测量和控制，也都使用着大量的接近传感器。电感式接近传感器因抗干扰能力强、重复定位精度高、开关频率高、可靠性好、寿命长等突出优点在民用领域航空领域应用最广泛。电感式接近传感器是飞机起落架系统和舱门开关监控系统的重要组成部分，随着飞机性能要求不断提高，对接近传感器在安全性、可靠性、经济性、环境适应性等方面提出了更严格的要求。目前，国内军用民用飞机的舱门和起落架系统主要采用接触式行程开关，接触式行程开关存在寿命短和可靠性差等问题。电感式位移传感器由铁心和线圈构成，是将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，电感式接近传感器内部主要为一个绕在导磁体上的一组线圈，当作为被测物体(也称靶标)的金属体接近线圈时，根据电磁感应原理可知，金属体内会产生一个涡流电流，又会产生一个反磁场Ⅳ，抵消一部分。被测参数的变化，既能引起线圈阻抗Z的变化，也能引起线圈电感上和线圈Q值变化。在低频交流激励信号源的作用下，靶标与接近传感器感应端面距离的变化将引起传感器内部磁场变化，进而引起传感器的输出表征参数－电感发生变化，电感的变化就代表了靶标与接近传感器的距离变化。根据电感式接近传感器的工作原理.被测参量可以由传感器转换为线圈的Q值、等效阻抗z和等效电感三这3个参数.利用哪个参数并将其最后变换成为电压或电流输出要由测量电路决定，针对这3个参数的变化，有3种典型的测量电路：Q值测试电路、电桥电路和谐振电路。其中Q值测试电路较复杂，较少采用。电桥电路比较简单，主要用于由两个电感式接近传感器组成的差动式传感器。电感式接近传感器主要采用谐振电路。谐振电路是将传感器线圈的等效电感变化变换为电压或电流的变化，传感器线圈与电容组成LC并联谐振回路。目前所配用的谐振电路有3种类型，即调幅式电路、调频式电路和调频调幅式电路。一般地说，要求灵敏度高，线性范围大，可选用调频调幅式电路：需要稳定性好，可选用调幅式电路；若要考虑便于遥测和数字显示，则调频式电路就有其方便之处。密封时，感应头检测面的密封金属相当于靶标，金属体远离或靠近金属感应面时均不能引起线圈Q值、等效阻抗z和等效电感￡的变化。根据飞机环境工作要求，飞机设备工作温度为-55～75℃，而全金属密封的电感式接近传感器的关键技术就是解决感应头采用全金属密封以及T作温度为-55～75℃应能正常工作。试验表明，民用电感式接近传感器的感应头在分别选用结构钢、不锈钢、铜合金和铝合金等金属材料进行密封后，接近传感器均不能正常工作。靶标电阻率、感应线圈电阻和电感以及检测电路参数等的微小变化均会导致较大检测距离的变化。产品很容易受到温度等因素的影响，造成性能的大幅变化。在被测金属靶标接近及远离接近开关探头的过程中，接近开关内置线圈的电感量发生变化，通过搭建模拟或数字电路将线圈电感变化量处理为可测量的电信号，并根据变化对应输出接近及远离的开关信号。电感式接近传感器输出的电感值经过位置检测与收放控制单元处理后解算出靶标与接近传感器感应端面的距离并根据预设值判断需要控制的远近状态。靶标就是接近传感器的目标靶块，靶标与接近传感器的距离大小及重合面决定了接近传感器的电感值大小。对于接近传感器使用来讲，主要研究及使用靶标与接近传感器位置最终固定的接近及远离两个状态。靶标与接近传感器的相对接近运动方式有多种，其中靶标沿接近传感器的轴线接近或者远离是其中重要的一类。实际工程应用中，需要模拟多通道数的靶标与接近传感器的接近或远离。接近开关的动作距离是指被检测物体按一定方式移动时，当接近开关动作时所测得的从基准位置(接近开关的感应表面)到检测面的空间距离。额定动作距离是指接近开关动作距离的标称值。确定接近开关的检测距离时应考虑接近开关的安装位置、被检测物体的大小和材质。同一种接近开关在检测不同材料的物体时，其动作距离是不一样的。例如，对霍尔接近开关来说，其动作距离受被检测体磁场强度的影响就很大，被测物体的磁场强度越大，霍尔开关就越容易动作。对电容式接近开关来说，介电常数越大的物体，就越容易达到它的标称动作距离。接近开关实际工作时的距离通常设定为额定动作距离的0.7一0.8倍。但目前，国内用于测定活动对象与目标距离的小型化圆形电感式接近开关所用的传感器，测试距离(即工作间隙)为2.15mm时，电感仅有为19mH左右，且体积大(约为Φ13.2X13mm2)。不同的接近开关响应频率有很大的差别，即使是同一种接近开关，所使用的工作电压类型不同而响应频率也会有所区别。如果所用接近开关的响应频率过小，就可能会检测不到物体的存在。目前，某型飞机起落架位置信号、空地状态信号以及各个舱门的关闭信号，都是通过机械式微动开关来实现的。微动开关是一种靠机械碰压实现开关状态转换的机械产品，存在安装调试复杂、寿命短、易损坏且各个信号相互独立、不易实现信号逻辑组合等缺点，但其在国外同类飞机上已广泛应用。现代制造技术与装备422017第4期总第245期公开了可以提高起落架和舱门信号系统的可靠性，减小维护工作量，通过传感器测量靶标的距离，和设定距离进行比较后发出相应信号，用接近式传感器代替原来的机械微动开关。但若传感器内部电容量较大时容易振荡需要消振电容Cf，不适用于高频。其次，接触式不同时会受周围温度、周围物体、同类传感器的影响，包括感应型、静电容量型在内，传感器之间相互影响。因此，需要考虑相互干扰。此外，在感应型中，需要考虑周围金属的影响，而在静电容量型中则需考虑周围物体的影响。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种给定距离实现反应快，距离控制准确、精度高，高精度控制靶标距离的多通道靶标接近运动距离控制装置。本专利技术通过以下措施来达到，一种多路靶标位置距离控制装置，包括：直线步进电机1同轴相连的靶标运动单元2，通过单片机控制线连接步进电机1的控制器和接近传感器多通道靶标距离位置控制电路，其特征在于：多通道独立的靶标运动单元2通过多通道独立的单片机控制电路布置为矩阵式，每一路单片机控制电路均相连上位计算机，并且每一路单片机控制电路均设置有相异的地址编码，作为上位计算机通过RS485总线寻址某一路确定的靶标运动控制单元；单片机接收上位计算机的位置距离控制指令，控制步进电机1通过所述控制器及驱动芯片控制直线伸出或收缩运动，同步控制靶标运动单元2运动方向及位置，使其运动到接近传感器3感应面的相对距离位置，上位计算机采取广播式或地址选通方式指挥全部或指定通道寻址靶标运动单元2，控制选通靶标运动单元2沿接近传感器3的轴向感应面，形成直线接近或远离的运动轨迹，实现多路靶标给定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多路靶标位置距离控制装置，包括：直线步进电机(1)同轴相连的靶标运动单元(2)，通过单片机控制线连接步进电机(1)的控制器和接近传感器多通道靶标距离位置控制电路，其特征在于：多通道独立的靶标运动单元(2)通过多通道独立的单片机控制电路布置为矩阵式，每一路单片机控制电路均相连上位计算机，并且每一路单片机控制电路均设置有相异的地址编码，作为上位计算机通过RS485总线寻址某一路确定的靶标运动控制单元；单片机接收上位计算机的位置距离控制指令，控制步进电机(1)通过所述控制器及驱动芯片控制直线伸出或收缩运动，同步控制靶标运动单元(2)运动方向及位置，使其运动到接近传感器(3)感应面的相对距离位置，上位计算机采取广播式或地址选通方式指挥全部或指定通道寻址靶标运动单元(2)，控制选通靶标运动单元(2)沿接近传感器(3)的轴向感应面，形成直线接近或远离的运动轨迹，实现多路靶标给定位置设置的距离控制。

【技术特征摘要】
1.一种多路靶标位置距离控制装置，包括：直线步进电机(1)同轴相连的靶标运动单元(2)，通过单片机控制线连接步进电机(1)的控制器和接近传感器多通道靶标距离位置控制电路，其特征在于：多通道独立的靶标运动单元(2)通过多通道独立的单片机控制电路布置为矩阵式，每一路单片机控制电路均相连上位计算机，并且每一路单片机控制电路均设置有相异的地址编码，作为上位计算机通过RS485总线寻址某一路确定的靶标运动控制单元；单片机接收上位计算机的位置距离控制指令，控制步进电机(1)通过所述控制器及驱动芯片控制直线伸出或收缩运动，同步控制靶标运动单元(2)运动方向及位置，使其运动到接近传感器(3)感应面的相对距离位置，上位计算机采取广播式或地址选通方式指挥全部或指定通道寻址靶标运动单元(2)，控制选通靶标运动单元(2)沿接近传感器(3)的轴向感应面，形成直线接近或远离的运动轨迹，实现多路靶标给定位置设置的距离控制。2.如权利要求1所述的多路靶标位置距离控制装置，其特征在于：直线步进电机(1)主轴连接靶标运动单元(2)，一个单一的单片机控制电路控制单一的靶标运动单元(2)，每个靶标运动单元(2)设置独立的地址编码。3.如权利要求1所述的多路靶标位置距离控制装置，其特征在于：每一路直线步进电机(1)带动一个靶标运动单元(2)，多通道独立的单片机控制电路相连多通道独立的靶标运动单元(2)，为矩阵式的直线步进电机(1)按线阵或矩阵布置在多通道位置给定箱(6)内，每个直线步进电机(1)的主轴伸出箱体上面板对应一个靶标运动单元(2)及其位置控制单元(4)。4.如权利要求1所述的多路靶标位置距离控制装置，其特征在于：多通道位置给定箱(6)上面板上固联有由四角立柱固联的支撑的金属板(5)，按线阵或矩阵布置的接近传感器(3)接近或远离位置控制单元(4)通过金属板(5)的水平面固定孔，固联在金属板(5)上面板上。5.如权利要求1所述的多路靶标位置距离控制装置，其特征在于：多通道独立的单片机控制电路的RS485总线的RS485_A均连接在一起与上位计算机的RS485_A相连，多通道独立的单片机控制电路的RS485总线的RS485_B均连接在一起与上位计算机的RS485_B相连设置在多通道位置给定箱(6)内。6.如权利要求1所述的多路靶标位置距离控制装置，其特征在于：接近传感器多通道靶标距离位置控制电路包括：与单片机相连的拨码开关S2、接地开关S1、接地电阻R1、低功耗收发器D2和步进电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈渝，唐伟，谭向军，谭建华，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51