基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构及其控制方法技术

本发明专利技术公开一种基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，所述豆荚杆在展开装置的驱动下伸出展开，在所述豆荚杆展开延伸方向的末端开设有精定位通孔，所述基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构包括：光电开关，其具有信号发射端和信号接收端，所述豆荚杆的伸出部分位于所述信号发射端和信号接收端之间；控制板，其连接所述光电开关和展开装置，在所述信号发射端发出的光信号通过所述精定位通孔被所述信号接收端接收检测到时，所述光电开关向控制板发送开关信号，控制所述豆荚杆停止伸出展开。本发明专利技术能够控制展开装置及时停止工作，从而有效地避免了豆荚杆可能会反方向收入等不利情形的发生。

Stop mechanism of pods rod deployment process based on photoelectric switch and its control method

The invention discloses a pod pole unfolding process stopping mechanism based on a photoelectric switch. The pod pole is extended and unfolded under the driving of the unfolding device, and a fine positioning through hole is arranged at the end of the pod pole unfolding direction. The pod pole unfolding process stopping mechanism based on the photoelectric switch comprises a photoelectric switch, which has a device. A signal transmitting end and a signal receiving end are provided, and the extension part of the pod rod is located between the signal transmitting end and the signal receiving end; a control board is connected with the photoelectric switch and the opening device, and the light signal emitted from the signal transmitting end is detected by the signal receiving end when the light signal emitted from the signal transmitting end is received by the signal receiving end through the proficient positioning through the through hole. The photoelectric switch sends a switch signal to the control board to control the pods to stop expanding. The invention can control the unfolding device to stop working in time, thereby effectively avoiding the adverse situation such as the pod pole may be incoming in the opposite direction.

【技术实现步骤摘要】
基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构及其控制方法
本专利技术属于豆荚杆展开过程的停止机构
，具体涉及一种基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构及其控制方法。
技术介绍
豆荚杆是由两片“Ω”型薄壳结构(即豆荚片)通过胶接等特殊工艺成型的可收拢薄壁管状杆结构，它通常采用环氧树脂碳纤维复合材料制作而成，例如碳纤维T300等。豆荚杆结构一个最大的特点是可以依靠收拢时储存的弹性能展开，并且收纳比高，能够压扁卷曲后存放在很小的空间内，此外它还具有超轻质量、较高弯曲刚度和较高扭转刚度等优良特性，在航天领域倍受青睐，其为航天器大尺寸可展开支撑结构的应用提供了新的重要技术手段。在展开过程中，如何判断和确定豆荚杆结构是否已经展开到位是展开装置设计中必须解决的一个技术问题，因而需要设计一种合适的停止机构，用于实时监控和反馈豆荚杆的展开情况，一旦豆荚杆完全展开到位，就应立即控制展开装置停止工作，避免豆荚杆反方向收入等不利情形发生。申请号为201611107560.2的专利文献公开了一种变刚度可展机构及其测控方法，其通过激光测距仪来测量自身到处于豆荚杆起始端的板状连接件的距离，用于实时监测豆荚杆展开长度，该方法要求被测板状连接件平面必须与激光光束方向垂直，因而必须在豆荚杆展出起始端固定安装有垂直于豆荚杆横截面的、且具有较好反射能力的板状物体，具有光束容易遮挡、安装不便、测量精度不高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，旨在解决现有的豆荚杆展开装置不能准确及时地判断豆荚杆是否开展到位的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，所述豆荚杆在展开装置的驱动下伸出展开，在所述豆荚杆上开设精定位通孔，所述精定位通孔靠近所述豆荚杆的于其延伸方向的末端，所述基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构具有：光电开关，其具有信号发射端和信号接收端，所述豆荚杆的伸出部分位于所述信号发射端和信号接收端之间；控制板，其连接所述光电开关和展开装置，在所述信号发射端发出的光信号通过所述精定位通孔被所述信号接收端接收到时，控制所述展开装置停止伸出展开。当豆荚杆工作时，展开装置使豆荚杆从其始端开始向外展开，若豆荚杆展开到目标展开长度后，展开装置不及时停止，由于豆荚杆的末端固定于展开装置上，豆荚杆会因为拉伸惯性的原因出现反方向收入的问题，因此，在豆荚杆的末端附近开设一精定位通孔，并在展开装置的一侧设置一光电开光，使光电开关的信号发射端和信号接收端分别设于豆荚杆的上下两侧，当展开装置驱动时，豆荚杆经由所述信号发射端和信号接收端之间的通道向外展开，且当豆荚杆展开至目标展开长度时，由信号发射端发出的光信号刚好能够通过精定位通孔被信号接收端接收，从而向所述控制板发送信号，使控制板控制展开装置停止展开，由此使得，对豆荚杆是否展开到位能做出准确判断，并能及时地控制展开机构驱动停止。优选地，所述光电开关为常闭式的U型红外线光电开关。优选地，所述豆荚杆上还开有初定位通孔，所述初定位通孔位于所述精定位通孔的背离所述豆荚杆末端的一侧，在所述光信号先通过所述初定位通孔时，所述控制板控制所述展开装置的展开速度减小。优选地，所述初定位通孔和所述精定位通孔的大小一致，所述初定位通孔与所述精定位通孔之间的距离为所述精定位通孔的孔径的四倍。优选地，所述展开装置包括卷筒、步进电机、电机驱动器，所述豆荚杆在展开前卷绕在所述卷筒上，所述卷筒通过所述步进电机驱动，所述控制板通过所述电机驱动器连接并控制所述步进电机。优选地，所述展开装置还包括展开装置支撑板，所述卷筒可旋转地设于所述展开装置支撑板上，所述展开装置支撑板上设有光电开关安装支架，所述光电开关安装在所述光电开关安装支架上。优选地，所述展开装置还包括设于所述卷筒外周侧的导向滚轴和压扁滚轴，所述豆荚杆依次绕经所述导向滚轴、压扁滚轴向外展开，所述光电开关设于所述导向滚轴和压扁滚轴之间。优选地，所述豆荚杆的位于所述导向滚轴与压扁滚轴之间的部分为扁平状，且该部分所在的平面与所述光信号的发送方向垂直。本专利技术还提出一种上述任一项所述的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构的控制方法，包括以下步骤：S1，在豆荚杆的于其延伸方向的末端开设精定位通孔；S2，使所述豆荚杆经由光电开关的发出光信号的信号发射端和与所述信号发射端对置的信号接收端之间向外伸出展开；S3，当所述信号发射端发出的光信号通过所述精定位通孔被所述信号接收端接收到时，光电开关向控制板发出开关信号，控制展开装置停止展开。优选地，在所述步骤S1中，还包括：在豆荚杆的于其延伸方向的末端还开设初定位通孔；在所述步骤S2和步骤S3之间，还包括：S4，所述信号发射端发出的光信号先通过所述初定位通孔被所述信号接收端接收到，控制所述展开装置的展开速度减小。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果：其一，本专利技术设有光电开关，及与光电开关和展开装置连接的控制板，通过在豆荚杆上设置精定位通孔，使光电开关信号发射端发出的光信号刚好通过该精定位通孔被信号接收端接收检测到时，向控制板发送开关信号，进而控制展开装置及时停止，此时豆荚杆展开的长度刚好为目标展开长度，有效地避免了豆荚杆若不及时停止会发生的反方向收入等不利情形的发生，对控制豆荚杆按照预设目标长度进行展开有很好地监控效果。其二，本专利技术还在精定位通孔的下游侧设置初定位通孔，由光电开关发出的光信号也能恰好通过该初定位通孔，并使得豆荚杆在展开至光信号通过该初定位通孔位置时，向控制板先发送一开关信号至控制板，先控制展开装置速度减小，再在豆荚杆展开至光信号通过精定位通孔时，然后再控制停止，有效地考虑到了展开机构展开过程中电机转速有可能较快造成电机无法立即停止的问题，进一步地增加了对豆荚杆展开长度控制的准确性，使得实际的展开目标长度更精准。其三，本专利技术停止机构采用的光电开关等部件，均无需与豆荚杆表面进行机械直接接触，不会对豆荚杆造成损伤，具有定位精度高、反应时间快、抗干扰能力强等优点，此外，其体积较小，安装调整起来也较为方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为豆荚杆处于展开状态时的结构图；图2为豆荚杆处于压扁状态时的结构图；图3为本专利技术一实施例提出的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构的结构图；图4为图3的另一视角的结构图；图5为图3提出的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构的工作原理框图；图6为图3提出的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构中光电开关的结构图；图7为图6的俯视图；图8为图6的左视图。本专利技术的附图标号说明：标号名称标号名称10展开装置21末端11卷筒22始端12步进电机23精定位通孔13电机驱动器24初定位通孔14导向滚轴30光电开关15压扁滚轴31信号发射端16光电开关安装支架32信号接收端17展开装置支撑板40控制板20豆荚杆具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，其特征在于，所述豆荚杆在展开装置的驱动下伸出展开，在所述豆荚杆上开设精定位通孔，所述精定位通孔靠近所述豆荚杆的于其延伸方向的末端，所述基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构具有：光电开关，其具有信号发射端和信号接收端，所述豆荚杆的伸出部分位于所述信号发射端和信号接收端之间；控制板，其连接所述光电开关和展开装置，在所述信号发射端发出的光信号通过所述精定位通孔被所述信号接收端接收到时，控制所述展开装置停止伸出展开。

【技术特征摘要】
1.一种基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，其特征在于，所述豆荚杆在展开装置的驱动下伸出展开，在所述豆荚杆上开设精定位通孔，所述精定位通孔靠近所述豆荚杆的于其延伸方向的末端，所述基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构具有：光电开关，其具有信号发射端和信号接收端，所述豆荚杆的伸出部分位于所述信号发射端和信号接收端之间；控制板，其连接所述光电开关和展开装置，在所述信号发射端发出的光信号通过所述精定位通孔被所述信号接收端接收到时，控制所述展开装置停止伸出展开。2.如权利要求1所述的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，其特征在于，所述光电开关为常闭式的U型红外线光电开关。3.如权利要求1所述的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，其特征在于，所述豆荚杆上还开有初定位通孔，所述初定位通孔位于所述精定位通孔的背离所述豆荚杆末端的一侧，在所述光信号先通过所述初定位通孔时，所述控制板控制所述展开装置的展开速度减小。4.如权利要求3所述的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，其特征在于，所述初定位通孔和所述精定位通孔的大小一致，所述初定位通孔与所述精定位通孔之间的距离为所述精定位通孔的孔径的四倍。5.如权利要求1所述的基于光电开关的豆荚杆展开过程停止机构，其特征在于，所述展开装置包括卷筒、步进电机、电机驱动器，所述豆荚杆在展开前卷绕在所述卷筒上，所述卷筒通过所述步进电机驱动，所述控制板通过所述电机驱动器连接并控制所述步进电机。6.如权利要求5所述的基于光电开关的豆荚杆展开过...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘望，李东旭，季浩然，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43