一种转台系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种转台系统及其控制方法，转台系统包括转台本体、基座和设备平台，所述转台本体安装于基座顶部，且所述设备平台和转台本体的顶部可拆卸连接，所述基座的底部设有行走机构，所述设备平台上设有矩阵状布置的安装孔。控制方法包括：转台本体中的控制单元获取并解析上位机的控制命令，得到目标方位；控制单元计算电机扭矩，控制转台本体的电机转动，将设备平台上的设备调整至目标方位；控制单元获取设备平台上的设备以及转台本体中角度传感器单元、温度传感器单元和位置传感器单元上传的数据，将所述数据解析后上传至上位机。本发明专利技术提高了转台系统适用性，通过精确计算扭矩实现了转动方位的精准控制，还可以对测量数据实时处理和上传。量数据实时处理和上传。量数据实时处理和上传。

【技术实现步骤摘要】
一种转台系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及转台领域，尤其涉及一种转台系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]雷达设备或者测量设备通常需要安装于转台上，由转台带动被安装的设备进行360度旋转来进行信息测量，但是目前的转台通常体积较大，无法移动，同时仅能够适配固定尺寸的设备，因此适用性差。
[0003]此外，为了实现较好的测量效果，雷达设备或者测量设备一般设置于楼顶、山顶海拔较高的位置，而这些位置存在低温、大风等恶劣天气，对于雷达设备的转动过程造成的影响，目前对于雷达设备的伺服控制过程往往没有考虑环境因素，导致控制精度不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种转台系统及其控制方法，提高了适用性和精度。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种转台系统，包括转台本体、基座和设备平台，所述转台本体安装于基座顶部，且所述设备平台和转台本体的顶部可拆卸连接，所述基座的底部设有行走机构，所述设备平台上设有矩阵状布置的安装孔。
[0007]进一步的，所述转台本体包括支承机构以及设置于所述支承机构上的转台座、电机、减速机、传动机构和控制单元，所述支承机构安装于基座顶部，且所述设备平台和转台座的顶部可拆卸连接，所述转台座安装于所述传动机构上，所述电机通过减速机和传动机构连接，所述控制单元的第一接口和电机的控制端连接。
[0008]进一步的，所述支承机构中部设有凸台，所述传动机构包括互相啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述减速机的输出轴和所述主动齿轮同轴连接，所述从动齿轮和转台座分别套设于所述凸台的外侧，所述从动齿轮固设于所述转台座的底部。
[0009]进一步的，所述转台座的顶部中心安装有汇流环，所述控制单元的第二接口通过汇流环和所述设备平台上被安装的设备连接。
[0010]进一步的，所述凸台的顶端和底端分别设有轴承，所述轴承设置于转台座和凸台之间的间隙。
[0011]进一步的，所述转台本体还包括角度传感器单元、温度传感器单元和位置传感器单元，所述角度传感器单元、温度传感器单元和位置传感器单元分别设置于支承机构上，所述控制单元和角度传感器单元、温度传感器单元、位置传感器单元分别连接。
[0012]进一步的，所述角度传感器单元包括旋转变压器，所述控制单元和旋转变压器连接，所述旋转变压器的定子安装于支承机构上，所述旋转变压器的转子和传动机构连接。
[0013]进一步的，所述转台本体还包括制动单元，所述制动单元安装于电机底部。
[0014]进一步的，所述控制单元包括FPGA单元、脉冲信号分配单元、电机驱动单元和信号
转换单元，所述FPGA单元通过信号转换单元和上位机连接，所述FPGA单元依次通过脉冲信号分配单元、电机驱动单元和电机的控制端连接。
[0015]本专利技术还提出一种控制方法，应用于任一所述的转台系统，包括以下步骤：
[0016]步骤1：转台本体中的控制单元获取并解析上位机的控制命令，得到目标方位；
[0017]步骤2：控制单元计算电机扭矩，控制转台本体的电机转动，实时获取转台本体的角度传感器单元反馈的信息，直到将设备平台上的设备调整至目标方位，计算电机扭矩包括以下步骤：
[0018]S1)计算角加速度a，表达式如下：
[0019]a＝2π
·
n/60/t
[0020]上式中，t为加速时间，n为额定转速；
[0021]S2)计算当前风速下风力矩F
风
，表达式如下：
[0022]F
风
＝wp
·
S
[0023]上式中，wp为风压，S为转台系统的迎风面积；
[0024]S3)将当前风速下增加的转动惯量与无风状态下的转动惯量相加，得到总转动惯量J
总
，转动惯量表达式如下：
[0025][0026]上式中，R为转台本体转动半径；无风状态下，m为转台本体以及设备平台上的设备的总重量；当前风速下，m为当前风速下风力矩F
风
对应的质量；
[0027]S4)计算角加速度a与总转动惯量J
总
的乘积，得到目标扭矩，根据转台本体中减速机的减速比和传动机构的传动比，将目标扭矩转换为电机扭矩；
[0028]步骤3：控制单元控制所述电机停止，并控制转台本体的制动单元制动电机，实时获取设备平台上的设备以及转台本体中温度传感器单元和位置传感器单元上传的数据，将所述数据解析后上传至上位机。
[0029]和现有技术相比，本专利技术具有下述优点：
[0030]本专利技术的转台系统中，基座底部设有行走机构，并且转台设有本体可拆卸安装的设备平台，一方面，通过行走机构满足了转台移动的要求，另一方面，通过更换不同的设备平台，满足了不同尺寸的设备安装需求，从而提高了不同应用场景下的适用性。
[0031]本专利技术的控制方法基于转台系统自身参数以及环境因素调整电机转矩，从而能够通过精确计算扭矩实现精确的转向控制，确保能够将所搭载的设备转动至准确的目标方位，并且实时获取所安装设备以及各传感器上传的数据并发送至上位机，实现了数据实时处理以及与上位机的实时通信。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例的转台系统外部结构示意图。
[0033]图2为本专利技术实施例的转台本体和设备平台连接关系示意图。
[0034]图3为本专利技术实施例的转台本体详细结构示意图。
[0035]图4为本专利技术实施例的转台本体侧视图。
[0036]图5为本专利技术实施例的传动结构位置关系示意图。
[0037]图6为本专利技术实施例的转台座位置关系示意图。
[0038]图7为本专利技术实施例的控制单元内部结构框图。
[0039]图8为本专利技术实施例的稳压电路内部结构示意图。
[0040]图9为本专利技术实施例的保护电路的内部结构示意图。
[0041]图10为本专利技术实施例的控制方法流程图。
[0042]图例说明：1
‑
支承机构、2
‑
转台座、3
‑
电机、4
‑
减速机、5
‑
传动机构、6
‑
轴承、51
‑
主动齿轮、52
‑
从动齿轮、101
‑
转台本体、102
‑
基座、103
‑
设备平台。
具体实施方式
[0043]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0044]如图1所示，本实施例提出一种转台系统，包括转台本体101、基座102和设备平台103，所述转台本体101安装于基座102顶部，且所述设备平台103通过螺钉安装于转台本体101的顶部，实现可拆卸连接，所述基座102的底部设有行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转台系统，其特征在于，包括转台本体(101)、基座(102)和设备平台(103)，所述转台本体(101)安装于基座(102)顶部，且所述设备平台(103)和转台本体(101)的顶部可拆卸连接，所述基座(102)的底部设有行走机构，所述设备平台(103)上设有矩阵状布置的安装孔。2.根据权利要求1所述的转台系统，其特征在于，所述转台本体(101)包括支承机构(1)以及设置于所述支承机构(1)上的转台座(2)、电机(3)、减速机(4)、传动机构(5)和控制单元，所述支承机构(1)安装于基座(102)顶部，且所述设备平台(103)和转台座(2)的顶部可拆卸连接，所述转台座(2)安装于所述传动机构(5)上，所述电机(3)通过减速机(4)和传动机构(5)连接，所述控制单元的第一接口和电机(3)的控制端连接。3.根据权利要求2所述的转台系统，其特征在于，所述传动机构(5)包括互相啮合的主动齿轮(51)和从动齿轮(52)，所述减速机(4)的输出轴和所述主动齿轮(51)同轴连接，所述从动齿轮(52)固设于所述转台座(2)的底部，所述从动齿轮(52)、转台座(2)与支承机构(1)的主轴同轴设置。4.根据权利要求2所述的转台系统，其特征在于，所述转台座(2)的顶部中心安装有汇流环，所述控制单元的第二接口通过汇流环和所述设备平台(103)上被安装的设备连接。5.根据权利要求3所述的转台系统，其特征在于，所述支承机构(1)中部设有凸台，所述从动齿轮(52)和转台座(2)分别套设于所述凸台的外侧，所述凸台的顶端和底端分别设有轴承(6)，所述轴承(6)设置于转台座(2)和凸台之间的间隙。6.根据权利要求2所述的转台系统，其特征在于，所述转台本体(101)还包括角度传感器单元，所述角度传感器单元包括旋转变压器，所述控制单元和旋转变压器连接，所述旋转变压器的定子安装于支承机构(1)上，所述旋转变压器的转子和传动机构(5)连接。7.根据权利要求2所述的转台系统，其特征在于，所述转台本体(101)还包括温度传感器单元和位置传感器单元，所述温度传感器单元和位置传感器单元分别设置于支承机构(1)上，所述控制单元和温度传感器单元、位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩海艳，曾涛，肖松，李剑，吴少坤，甘伟，张达，袁庆天，李正昊，杨柳，黄宇，陈鹤群，陈迪颀，董兴阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军九三二一零部队，
类型：发明
国别省市：