基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统技术方案

本发明专利技术属于精密仪器及机械技术领域，具体涉及一种基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统。温箱转台转轴轴端设置有框锁传感器、限位传感器和转轴转速传感器，传感器采集的信息经过逻辑控制电路处理后传至计算机系统，每个传感器采集量通过I/O板卡在计算机系统中均分配有唯一的二进制标识码；同时逻辑控制电路还负责向声光报警系统发送指令；计算机系统根据不同的传感器电平变换和二进制标识码做出不同的响应动作，驱动后续电气逻辑控制电路对转台进行保护。本发明专利技术核心在于多层次、多方面的保护信息采集、融合、判断以及快速制动响应，可以提高整个保护系统的准确性及快速性。

【技术实现步骤摘要】
基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统
本专利技术属于精密仪器及机械
，具体涉及一种基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统。
技术介绍
转台是一种高精度专用测试设备，主要用于惯性器件标定、武器系统半物理仿真、天线雷达控制、光电跟踪探测等领域。温箱转台是在常规转台基础上搭载了高低温试验箱用以提供测试标定所需的高低温环境。一方面转台搭载的被测惯性器件、光学仪器等均属价格昂贵的高精密仪器设备；另一方面温控实验箱体积大且随转台一起按特定速率做回转运动，导致其产生的惯量很大，一旦转台出现诸如失控急速飞转等异常情况，无论对转台自身还是对被测仪器或是温箱都可能造成致命性损坏。因此，温箱转台电气联动保护系统主要是为了防止被测对象及温控试验箱在实验时被损坏。对于转台异常工况保护已有的相关专利，其中一部分着重于研究转台的限速限位机构，例如：一种转角范围超过360度的转台限位装置(CN201520168437.6)、转角范围0-±360°可选式转台限位机构(CN201410418548.8)、二维跟踪转台超360°旋转限位机构(CN201410247117.X)、大于360°小于540°竖直转台回转限位机构(CN201310309516.X)、一种仿真转台用的大缓冲多角度限位机构(CN201210283756.2)等多个专利均是设计了一种转台限位机构，但他们并未结合电气硬件、控制程序进行联合控制，另外也没有考虑转轴框锁这种保护的需要。另一部分专利，例如基于多传感器融合技术的转台限位、限速保护系统(CN201510148587.5)虽然提出了多传感器结合电气控制的方法，但传感器信息的采集彼此相对独立，并没有对采集信息进行融合判断，无法剔除误发信息，且对于负载为大惯量部件的转台，该方法也存在不足：若出现高速失控状况，切断转台电源后，大惯量部件即使处于自由运动状态下，仍具有很大的动能，遇到机械限位装置时也会产生很大的冲击力。综上所述，目前转台保护系统中主要存在两方面问题：一是传感器采集信息相对独立，缺少信息融合及逻辑判断处理，无法剔除误发信息；二是负载为大惯量部件的转台，断电后在自由运动状态下仍具有较大动能，无法短时间内制动停止。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统，其核心在于多层次、多方面的保护信息采集、融合、判断以及快速制动响应，以提高整个保护系统的准确性及快速性。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统，温箱转台转轴轴端设置有框锁传感器、限位传感器和转轴转速传感器，传感器采集的信息经过逻辑控制电路处理后传至计算机系统，每个传感器采集量通过I/O板卡在计算机系统中均分配有唯一的二进制标识码；同时逻辑控制电路还负责向声光报警系统发送指令；计算机系统根据不同的传感器电平变换和二进制标识码做出不同的响应动作，驱动后续电气逻辑控制电路对转台进行保护。所述的框锁传感器设置有框锁操作杆和框锁插销，框锁操作杆与框锁插销焊接在一起，沿螺旋方向旋转框锁操作杆，框锁插销便会被推出；不旋转框锁操作杆即框锁插销无任何动作时，将框锁传感器安装在距离框锁插销末端传感器额定检测距离范围以内，当旋转框锁操作杆，框锁插销动作，框锁插销与框锁传感器间的距离发生变化，一旦距离超出了框锁传感器的额定检测距离，框锁传感器便会发出一路电平信号，电平信号被传输到逻辑控制电路的框锁信号处理区进行处理；框锁信号处理区发出两路响应电平，一路用于触发声光报警系统以供提示；一路用于切断温箱转台动力供电系统，以实现在转轴框锁的情况下转台无法上电运行。所述的限位传感器包括限位拨杆、逆向一级限位传感器、逆向二级限位传感器、正向一级限位传感器、正向二级限位传感器；逆向一级限位传感器和正向一级限位传感器安装于转台额定运行范围外预留一定小角度距离处；限位拨杆固定于转轴的轴端平面，同转轴一起运动，其扫过的角度代表了转轴转过的角度；当限位拨杆转至逆向一级限位传感器或正向一级限位传感器时，逆向一级限位传感器或正向一级限位传感器将被触发，触发电平被传送至逻辑控制电路中的一级限位处理区，经过一级限位处理区处理后一路信号被用于触发声光报警系统，另一路用于控制转台电机驱动器的反向使能端，使转台电机驱动器驱动转台电机反向运行回到正常运作范围内；逆向二级限位传感器和正向二级限位传感器分别安装于距离逆向一级限位传感器和正向一级限位传感器轴系行程外一定小角度距离处；当限位拨杆越过一级限位时意味着此时转台已处于异常状况，需要马上对转台电机进行制动控制；逆向二级限位传感器或正向二级限位传感器被触发后，触发电平被传送至逻辑控制电路中的二级限位处理区，经过二级限位处理区处理后信号传至计算机系统，由计算机系统发送指令控制一个多路继电器动作，其中一路用于控制转台电机驱动器的使能端，另一路控制用于转台电机能耗短接制动的交流接触器；转台电机的两路引线与转台电机驱动器之间由交流接触器的常开触电导通连接，交流接触器的常闭触点在正常通电下是断开的，常闭触电同样引出导线与两路转台电机引线各自连接；当二级限位信号触发了多路继电器后，交流接触器立即动作，其常开触电立即断开，常闭触电将恢复闭合，以实现转台电机引线与转台电机驱动器断开且引线自行短接的效果；短接转台电机引线将在转台电机内部形成很大的电流，转台电机产生的电磁转矩的方向与转台转向相反，从而使转台电机瞬时产生很大的制动力矩达到快速制动的目的。所述的转轴转速传感器安装于转轴轴端，用于发送与转轴转速成比例的电平信号；电平信号由逻辑控制电路调压并经AD板卡处理后输送到转台控制计算机系统中；当转速值超过控制程序中设定的阀值时，控制程序自动停止输出指令控制电压，转台电机无电能输入便停止继续运转。该系统设置有转轴机械保护装置。所述的转轴机械保护装置为油液缓冲器。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术利用多种传感器从不同角度、不用层面完成对温箱转台物理量信息的采集，采集到的信息经逻辑控制电路处理后传送到转台计算机系统，计算机经过处理后，通过I/O板卡完成对外部电路的触发动作。多重传感器信息采集覆盖面广，克服了采集信息单一的弊端。传感器信息经逻辑判断后分别驱动后续相应功能模块，对异常信息做到了分级分类处理，对于后续人员参与故障修理也起到了指示作用。由于惯性作用，搭载大惯量温箱的转台在脱离驱动电源后仍会运转，此时短接电机引线将在电机内部形成很大的电流，电机的动能转换成电能消耗在电阻本身上，电机产生的电磁转矩的方向与转台转向相反，从而使电机瞬时产生很大的制动力矩达到快速制动的目的。附图说明图1为基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统框图；图2为转轴框锁传感器工作原理图；图3为限位传感器系统工作原理图；图4为转轴机械保护及转轴转速传感器工作原理图；图中：1、框锁操作杆；2、框锁传感器；3、框锁插销；4、限位拨杆；5、逆向一级限位传感器；6、逆向二级限位传感器；7、正向一级限位传感器；8、正向二级限位传感器；9、温控试验箱；10、转轴转速传感器；11、转轴机械保护装置；12、温箱转台内框轴；13、温箱转台外框轴。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术所述基于多信息融合的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统，其特征在于：温箱转台转轴轴端设置有框锁传感器(2)、限位传感器和转轴转速传感器(10)，传感器采集的信息经过逻辑控制电路处理后传至计算机系统，每个传感器采集量通过I/O板卡在计算机系统中均分配有唯一的二进制标识码；同时逻辑控制电路还负责向声光报警系统发送指令；计算机系统根据不同的传感器电平变换和二进制标识码做出不同的响应动作，驱动后续电气逻辑控制电路对转台进行保护。

【技术特征摘要】
1.一种基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统，其特征在于：温箱转台转轴轴端设置有框锁传感器(2)、限位传感器和转轴转速传感器(10)，传感器采集的信息经过逻辑控制电路处理后传至计算机系统，每个传感器采集量通过I/O板卡在计算机系统中均分配有唯一的二进制标识码；同时逻辑控制电路还负责向声光报警系统发送指令；计算机系统根据不同的传感器电平变换和二进制标识码做出不同的响应动作，驱动后续电气逻辑控制电路对转台进行保护。2.根据权利要求1所述的基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统，其特征在于：所述的框锁传感器(2)设置有框锁操作杆(1)和框锁插销(3)，框锁操作杆(1)与框锁插销(3)焊接在一起，沿螺旋方向旋转框锁操作杆(1)，框锁插销(3)便会被推出；不旋转框锁操作杆(1)即框锁插销(3)无任何动作时，将框锁传感器(2)安装在距离框锁插销(3)末端传感器额定检测距离范围以内，当旋转框锁操作杆(1)，框锁插销(3)动作，框锁插销(3)与框锁传感器(2)间的距离发生变化，一旦距离超出了框锁传感器(2)的额定检测距离，框锁传感器(2)便会发出一路电平信号，电平信号被传输到逻辑控制电路的框锁信号处理区进行处理；框锁信号处理区发出两路响应电平，一路用于触发声光报警系统以供提示；一路用于切断温箱转台动力供电系统，以实现在转轴框锁的情况下转台无法上电运行。3.根据权利要求1所述的基于多信息融合的温箱转台电气联动保护系统，其特征在于：所述的限位传感器包括限位拨杆(4)、逆向一级限位传感器(5)、逆向二级限位传感器(6)、正向一级限位传感器(7)、正向二级限位传感器(8)；逆向一级限位传感器(5)和正向一级限位传感器(7)安装于转台额定运行范围外预留一定小角度距离处；限位拨杆(4)固定于转轴的轴端平面，同转轴一起运动，其扫过的角度代表了转轴转过的角度；当限位拨杆(4)转至逆向一级限位传感器(5)或正向一级限位传感器(7)时，逆向一级限位传感器(5)或正向一级限位传感器(7)将被触发，触发电平被传送至逻辑控制电路中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张功，王昱峰，赵健，寇淑辉，刘丽艳，唐声权，苑子文，
申请(专利权)人：北京航天计量测试技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11