機場(chǎng)激光驅鳥(niǎo)器掃描系統設計及應用
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3 各分系統設計
3．1 方位伺服系統、高低伺服系統設計
(1)方位掃描范圍：-120°～+120°，所以無(wú)需采用回流環(huán)，可以節約生產(chǎn)成本。
(2)因激光經(jīng)位于轉臺正下方的饑柜內擴束器，射入反射鏡內，所以為使光束不受線(xiàn)纜的影響，采用雙層壁的設計方法。
(3)軸承的選?。焊鶕傮w要求，主軸中心既要通過(guò)80～100mm光束，又要通過(guò)電纜，且電纜不允許干擾光束，同時(shí)需要承受軸向力和徑向力，選取向心推力球軸承。
(4)傳動(dòng)方式：齒輪傳動(dòng)。
齒輪傳動(dòng)具有以下特點(diǎn)：
①效率高，在常用的機械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)效率為最高，這對大功率傳動(dòng)有很大的經(jīng)濟意義；
②結構緊湊，比帶、鏈傳動(dòng)所需的空間尺寸??；
③傳動(dòng)比穩定，傳動(dòng)比穩定往往是對傳動(dòng)性能的基本要求；
④工作可靠、壽命長(cháng)。
根據實(shí)際結構尺寸要求，擬定Z1=17，Z2=403，減速比i為23．7。
(5)電機選?。候寗?dòng)部分是利用電機產(chǎn)生的力矩和力，通過(guò)機械傳動(dòng)裝置來(lái)驅動(dòng)執行機構。直流電機控制性能優(yōu)越，慣性小，啟動(dòng)力矩高，因此這類(lèi)系統的動(dòng)作靈敏，快速響應特性好，能迅速跟上控制信號的變化。
選取電機時(shí)，初步估計各運動(dòng)構件相應的質(zhì)量和轉動(dòng)慣量，并把所有參與運動(dòng)構件質(zhì)量或轉動(dòng)慣量都等效到電機主軸上。并把各構件所受的外力也同樣等效到電機主軸上進(jìn)行計算，動(dòng)力學(xué)方程為：
式中：T——折算到電機主軸的轉矩；
JM——電機主軸及同步運動(dòng)件轉動(dòng)慣量；
J1——負載轉動(dòng)慣量；
j1——從電機主軸到負載的速比；
Tf1——摩擦轉矩；
ω——電機角速度；
t——時(shí)間。
負載功率P的計算公式為：
P=ω1·T1 (2)
式中：T1——負載的轉矩；
ω1——負載角速度；
估算出負載功率P。
以方位伺服系統為例計算，擬選方位電機BLM57050，具體參數見(jiàn)表1，電機轉子慣量JM=0．011 9 Nm。
方位角加速度為57．3°／s2(1 rad／／s2)，摩擦力矩Tf1要求做到0．12Nm。
經(jīng)計算J1=108．5g·m2，代入公式(1)中，
根據估算結果，進(jìn)行校核：
①負載力矩T=0．32 Nm小于電機的額定轉矩0．29 Nm；
②電機功率大于估算功率P=1．8 W；
③電機轉速0．4 rpm小于電機的額定轉速Nn；
④負載等效慣量限制在2．5倍的電機慣量之內。
經(jīng)過(guò)校驗，選定方位電機為BLM57050電動(dòng)機，符合要求。同時(shí)，高低電機選為BLM57025。
根據實(shí)際要求，距離為1500m時(shí)光斑的步長(cháng)為200mm。
伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。該電機帶有標準1000線(xiàn)編碼器，細分后達4000線(xiàn)，配以23．7倍減速器，其脈沖當量為(2π×1500／360)×(360／4000／23．7)=120mm200mm，精度足夠高，完全符合技術(shù)要求。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/159362.htm
(6)傳感器的選擇與設計
傳感器是實(shí)現測量和控制的首要環(huán)節，是測量系統的關(guān)鍵部件。如果沒(méi)有傳感器對原始信號進(jìn)行準確可靠地采樣和轉換，那么一切的測量和控制都將是不可靠的。因此要求所選傳感器有高準確度和靈敏度，以保證儀表的測量和控制的可信度。
行程開(kāi)關(guān)采用霍爾傳感器，屬非接觸式傳感器，穩定性好，工作安全、可靠。
安全開(kāi)關(guān)采用機械行程開(kāi)關(guān)，結構簡(jiǎn)單，功耗小，易于維修和校準，使用方便，工作安全、可靠。
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