三维全息成像的伺服旋转扫描系统技术方案

本实用新型专利技术属于机械传动与伺服控制技术领域，尤其涉及三维全息成像的伺服旋转扫描系统。三维全息成像的伺服旋转扫描系统主要由具有第一角度传感器的伺服电机、第二角度传感器、控制组件、伺服驱动器和旋转框架组成，该三维全息成像的伺服旋转扫描系统是一个全闭环伺服控制系统，第二角度传感器检测旋转框架的实际转角并向控制组件反馈一框架反馈信号，在控制组件中指令信号与框架反馈信号比较产生一跟随误差，第一角度传感器检测伺服电机的输出转角并向伺服驱动器反馈一电机反馈信号，伺服驱动器依据跟随误差与电机反馈信号控制伺服电机转动。该三维全息成像的伺服旋转扫描系统结构简单，成本较低，易组装，旋转精度高，易于控制。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机械传动与伺服控制
，尤其涉及三维全息成像的伺服旋转扫描系统。
技术介绍
三维全息成像系统广泛应用于安检领域，相比于平板式成像系统，因其能多视角观察成像而实现无死角覆盖检测携带的异物。为了实现精准的三维成像需要采取圆柱扫描的形式对被测者多角度覆盖，因此，对三维全息成像的伺服旋转扫描系统提出了较高要求，在运转过程中收发天线模块旋转框架需要在一定角度范围内旋转并保证旋转框架整体在横向和径向上的形变或抖动低于一定阈值；由于市场对于成像速度的要求，三维全息成像系统在运转过程中的扫描速度较高，造成扫描启动和停止时的稳定性降低。此外，为配合收发天线模块的信号准确发射与接收，电机转动与收发天线模块收发间亦需要保证在一定时序上同步工作，因此对伺服控制系统的实时监控与检测提出了要求；在伺服控制系统多次往复扫描过程中，每次扫描的起始和终止位置必须精准定位，实时的电机输出转角和旋转框架实际转角也要及时反馈且反馈时延要满足一定要求。市场急需开发出能满足上述技术要求的三维全息成像的伺服旋转扫描系统。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种三维全息成像的伺服旋转扫描系统，旨在解决现有三维全息成像系统由于收发天线模块运转速度较高引起扫描启动和停止时的稳定性较低的技术问题，同时满足伺服旋转扫描系统的实时监控与检测，以及多次往复扫描过程中每次扫描起始和终止位置精准定位。本技术是这样实现的，三维全息成像的伺服旋转扫描系统，包括：用于安装收发天线模块的旋转框架；用于驱动所述旋转框架转动的伺服电机，所述伺服电机具有检测其输出转角的第一角度传感器；设于所述旋转框架的转动轴线上且用于检测所述旋转框架的实际转角的第二角度传感器；与所述第二角度传感器电连接的控制组件；以及用于依据所述旋转框架的实际转角与所述伺服电机的输出转角控制所述伺服电机转动的伺服驱动器，所述第一角度传感器、所述控制组件均与所述伺服驱动器电连接。进一步地，所述旋转框架包括由所述伺服电机驱动转动的第一横臂及两个分别设于所述第一横臂的两端且用于安装收发天线模块的载臂。进一步地，所述第一横臂的转动轴线位于所述第一横臂的中心处。进一步地，所述旋转框架还包括连接于两个所述载臂之间的第二横臂，所述第一横臂与所述第二横臂相对设置。进一步地，所述第一横臂、两个所述载臂与所述第二横臂呈矩形布置。进一步地，还包括具有相对设置的上安装臂与下安装臂的固定支架，所述旋转框架转动安装于所述上安装臂与所述下安装臂之间。进一步地，所述伺服电机设于所述上安装臂，所述第一横臂转动安装于所述上安装臂，所述第二横臂转动安装于所述下安装臂；或者，所述伺服电机设于所述下安装臂，所述第一横臂转动安装于所述下安装臂，所述第二横臂转动安装于所述上安装臂。进一步地，所述伺服电机与所述旋转框架之间通过一减速器连接。进一步地，所述控制组件包括上位机、用于接收所述上位机发出的扫描指令的第一控制器及与所述第一控制器通信连接且与所述伺服驱动器电连接的第二控制器。进一步地，还包括用于检测所述旋转框架的转动正负方位并对所述旋转框架的转角限位的转向传感器，所述转向传感器与所述第二控制器电连接。本技术相对于现有技术的技术效果是，三维全息成像的伺服旋转扫描系统主要由具有第一角度传感器的伺服电机、第二角度传感器、控制组件、伺服驱动器和旋转框架组成，该三维全息成像的伺服旋转扫描系统是一个全闭环伺服控制系统，第二角度传感器检测旋转框架的实际转角并向控制组件反馈一框架反馈信号，在控制组件中指令信号与框架反馈信号比较产生一跟随误差，第一角度传感器检测伺服电机的输出转角并向伺服驱动器反馈一电机反馈信号，伺服驱动器依据跟随误差与电机反馈信号控制伺服电机转动。该三维全息成像的伺服旋转扫描系统结构简单，成本较低，易组装，旋转精度高，易于控制。旋转框架在运转速度较高情况下，也能保证扫描启动和停止时的稳定性。为配合收发天线模块的信号准确发射与接收，伺服电机转动与收发天线模块收发间能保证在一定时序上同步工作，能满足伺服控制系统的实时监控与检测要求。在伺服控制系统多次往复扫描过程中，每次扫描的起始和终止位置能精准定位，实时的伺服电机的输出转角和旋转框架的实际转角也能及时反馈且反馈时延满足一定要求。附图说明图1是本技术第一实施例提供的三维全息成像的伺服旋转扫描系统的立体结构图；图2是三维全息成像的伺服旋转扫描系统的结构示意图；图3是本技术第二实施例提供的三维全息成像的伺服旋转扫描系统的立体结构图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图
及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1、图2，本技术第一实施例提供的三维全息成像的伺服旋转扫描系统，包括用于安装收发天线模块90的旋转框架10；用于驱动旋转框架10转动的伺服电机20，伺服电机20具有检测其输出转角的第一角度传感器21；设于旋转框架10的转动轴线上且用于检测旋转框架10的实际转角的第二角度传感器30；与第二角度传感器30电连接的控制组件40；以及用于依据旋转框架10的实际转角与伺服电机20的输出转角控制伺服电机20转动的伺服驱动器50，第一角度传感器21、控制组件40均与伺服驱动器50电连接。三维全息成像的伺服旋转扫描系统主要由具有第一角度传感器21的伺服电机20、第二角度传感器30、控制组件40、伺服驱动器50和旋转框架10组成，该三维全息成像的伺服旋转扫描系统是一个全闭环伺服控制系统，第二角度传感器30检测旋转框架10的实际转角并向控制组件40反馈一框架反馈信号A，在控制组件40中指令信号I与框架反馈信号A比较产生一跟随误差E，第一角度传感器21检测伺服电机20的输出转角并向伺服驱动器50反馈一电机反馈信号B，伺服驱动器50依据跟随误差E与电机反馈信号B控制伺服电机20转动。该三维全息成像的伺服旋转扫描系统结构简单，成本较低，易组装，旋转精度高，易于控制。旋转框架10在运转速度较高情况下，也能保证扫描启动和停止时的稳定性。为配合收发天线模块90的信号准确发射与接收，伺服电机20转动与收发天线模块90收发间能保证在一定时序上同步工作，能满足伺服控制系统的实时监控与检测要求。在伺服控制系统多次往复扫描过程中，每次扫描的起始和终止位置能精准定位，实时的伺服电机20的输出转角和旋转框架10的实际转角也能及时反馈且反馈时延满足一定要求。收发天线模块90包括若干呈列状分布的收发天线单元。收发天线单元包括发射天线及相邻于发射天线设置的接收天线，所有收发天线单元中的发射天线
依次发射的照射至待成像物，由待成像物反射回的毫米波由对应于发射天线的接收天线依次接收，即可对预定扫描区扫描。具体地，收发天线模块90为毫米波收发天线模块，毫米波是指频率为26GHz到300GHz电磁波。第一角度传感器21为伺服电机20自带，用于检测伺服电机20的输出转角。第二角度传感器30可安装在旋转框架10转动轴线的任意部件处，比如旋转框架10的上方或下方，用于检测旋转框架10实际转角。第一角度传感器21、第二角度传感器30可以为旋转变压器、感应同步器、光栅、磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
三维全息成像的伺服旋转扫描系统，其特征在于，包括：用于安装收发天线模块的旋转框架；用于驱动所述旋转框架转动的伺服电机，所述伺服电机具有检测其输出转角的第一角度传感器；设于所述旋转框架的转动轴线上且用于检测所述旋转框架的实际转角的第二角度传感器；与所述第二角度传感器电连接的控制组件；以及用于依据所述旋转框架的实际转角与所述伺服电机的输出转角控制所述伺服电机转动的伺服驱动器，所述第一角度传感器、所述控制组件均与所述伺服驱动器电连接。

【技术特征摘要】
1.三维全息成像的伺服旋转扫描系统，其特征在于，包括：用于安装收发天线模块的旋转框架；用于驱动所述旋转框架转动的伺服电机，所述伺服电机具有检测其输出转角的第一角度传感器；设于所述旋转框架的转动轴线上且用于检测所述旋转框架的实际转角的第二角度传感器；与所述第二角度传感器电连接的控制组件；以及用于依据所述旋转框架的实际转角与所述伺服电机的输出转角控制所述伺服电机转动的伺服驱动器，所述第一角度传感器、所述控制组件均与所述伺服驱动器电连接。2.如权利要求1所述的三维全息成像的伺服旋转扫描系统，其特征在于，所述旋转框架包括由所述伺服电机驱动转动的第一横臂及两个分别设于所述第一横臂的两端且用于安装收发天线模块的载臂。3.如权利要求2所述的三维全息成像的伺服旋转扫描系统，其特征在于，所述第一横臂的转动轴线位于所述第一横臂的中心处。4.如权利要求2所述的三维全息成像的伺服旋转扫描系统，其特征在于，所述旋转框架还包括连接于两个所述载臂之间的第二横臂，所述第一横臂与所述第二横臂相对设置。5.如权利要求4所述的三维全息成像的伺服旋转扫描系统，其特征在于，所述第一横臂、两个所述载臂与所述第二横臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雄伟，祁春超，陈寒江，吴光胜，赵术开，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市无牙太赫兹科技有限公司，深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44