单轴转台的制作方法
专利名称：单轴转台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单轴转台，主要用于教学上，也可用于工业，例如用于模拟飞行器的空间姿态运动，陀螺标定，对惯性器件进行置和速率等的测试等。
背景技术：
现有的单轴转台的结构复杂，特别是其控制装置都是大型的控制柜，使用和携带起来都不方便；更不适合应用在教学上。
发明内容本实用新型旨在提供一种单轴转台，以解决现有技术存在的结构复杂，其控制装置体积大，使用和携带不方便，更不适合应用在教学上的问题。本实用新型的技术方案是一种单轴转台，包括转台台体和控制器，控制器的输入端和输出端分别与转台台体的旋转变压器和电机连接，其特征在于，所述的控制器包括主板、逻辑控制卡、D/A转换卡、数字输入卡、电机驱动器、外设和电源模块，逻辑控制卡、D/ A转换卡和数字输入卡通过PC104总线与主板连接，D/A转换卡和逻辑控制卡的一个输出端分别与电机驱动器的输入端连接，该电机驱动器的输出端与所述的电机连接，旋转变压器通过该电机驱动器与数字输入卡的输入端相连；所述的外设分别与该主板的不同接口连接。所述的主板采用嵌入式主板PCM3362，逻辑控制卡采用PCM3730，D/A转换卡采用 PM524，数字输入卡采用ART2394，电机驱动器采用MADDT1205，总线为PC104总线。所述的转台台体包括筒体、上盖、下盖以及所述的旋转变压器和电机，上盖和下盖分别用螺栓连接在筒体的两端，电机同轴安装在筒体内，该电机的输出轴伸出上盖的中心孔，并与负载连接；在该电机上装有所述的旋转变压器；在该筒体上设有与该电机连接的电机接口和与所述的旋转变压器连接的传感器接口。所述的外设包括显示器、键盘和鼠标。本实用新型的优点是结构简单，控制精度高，工作可靠；采用板卡结构，大大缩小了体积，是原有控制柜几分之一，使用和携带起来都很方便，特别适合应用在教学上。
图1是本实用新型的总体构成框图；图2是本实用新型单轴转台的轴向半剖视图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型一种单轴转台，包括控制器A和转台台体B，控制器 A的输入端和输出端分别与转台台体B的旋转变压器12和电机10连接。其特征在于，所述的控制器A包括主板3 (PCM3362)、逻辑控制卡(PCM3730)、D/A转换卡(PM524)、数字输入(DI)卡(ART2394)、电机驱动器6、外设和电源模块7，逻辑控制卡(PCM3730)、D/A转换卡(PM524)和DI卡(ART2394)通过PC104总线1与主板3的对应接口连接，逻辑控制卡 PCM3730的一个输出端和D/A转换卡PM524的一个输出端分别与电机驱动器6的输入端连接，该电机驱动器6的输出端与所述的电机10连接，旋转变压器12与通过电机驱动器6与 ART2394相连。所述的外设分别与该主板3的不同接口连接。所述的外设包括显示器5、键盘2和鼠标4。所述的转台台体B除了所述的旋转变压器12和电机10外，还包括筒体9、上盖8 和下盖11，上盖8和下盖11分别用螺栓14连接在筒体9的上下两端，电机10同轴安装在筒体9内，该电机10的输出轴伸出上盖的中心孔，并与负载13连接。在该电机10的下端装有旋转变压器12，用于检测负载13的某一点的所在位置。在该筒体9上设有与该电机 10连接的电机接口 15和与所述的旋转变压器12连接的传感器接口 16。现有的控制器都是大型的控制柜的体积基本都在1. 5m以上，宽和长0. 5m左右，使用和携带起来都不方便。而本实用新型所用的板卡的体积都很小，控制器的整体高和宽仅为20cm，长仅为25cm左右，特别适合应用在教学上。工业上的转台台体都很高、很重，至少 2. 5m以上，重量至少3吨左右，而本实用新型的转台台体B高度不到25cm，重量在6斤左右， 使用和携带都很方便。其中的电源模块7外接220V市电，转换出低压直流电源供给控制器的所有部分的电源。除主板3外的三个板卡分别负责给电机驱动器6上电、给电机驱动器6发指定电压和读出电机运动过程中传给电机驱动器的位置信号，电机驱动器6的输出端与转台台体B 的电机10相连，控制电机10的转动，和接收电机转动后所传回的位置信息。本实用新型的工作原理采用全数字控制方案，主板3(PCM3362)实现伺服校正算法，PM524实现D/A转换，PCM3730实现逻辑控制，测角系统是由电机自带的旋转变压器12 传送出来的数字信号经由电机驱动器发送给ART2394来实现的。伺服校正算法是单轴转台控制系统的核心算法，主要采用超前校正、滞后校正、顺馈校正等组成的复合校正算法。由于单轴转台采用计算机实现的数字控制，因此该算法采用0. 5毫秒的采样周期进行离散化形成数字算法，根据指令和计算机采集到的位置，可以得到控制系统的伺服偏差，伺服偏差经过数字算法计算出控制相应框架电机驱动控制器的数字指令。D/A转换的功能主要是将伺服算法计算出的控制电机旋转的数字指令转换为士 IOV的直流模拟电压指令，从而控制电机的驱动控制器，使其产生控制电机旋转的交流模拟电压指令，从而控制电机进行旋转，该功能通过PM5M转换板卡实现。逻辑控制的主要功能是控制电机使能的接通与切断，该功能是通过逻辑转接板实现。电机驱动控制器主要是对伺服校正算法形成的控制电压进行功率放大，产生控制相应电机旋转的交流模拟电压指令，从而控制相应电机进行旋转。单轴转台的电机10 和电机驱动控制器6选用的都是日本松下公司的现有产品，型号分别是MADDT1205和 MSMDO12PIU。测角系统包括电机自带的测角元件(旋转变压器12)，测角元件将相应框架的旋转角度转换为数字信号，信号处理电路对该数字信号进行处理并通过计算机转换，从而获得相应框架的实际旋转角度，为控制系统提供反馈信号形成闭环控制。
主控计算机(主板幻将给出的指令信号和旋转变压器12输出的位置信号作差， 经过伺服校正算法计算出相应的控制量，由D/A转换卡转换后送入内环的电机驱动器6，由内环的电机驱动器6放大后驱动台体跟踪指令运动。
权利要求1.一种单轴转台，包括转台台体和控制器，控制器的输入端和输出端分别与转台台体的旋转变压器和电机连接，其特征在于，所述的控制器包括主板、逻辑控制卡、D/A转换卡、数字输入卡、电机驱动器、外设和电源模块，逻辑控制卡、D/A转换卡和数字输入卡通过 PC104总线与主板连接，D/A转换卡和逻辑控制卡的一个输出端分别与电机驱动器的输入端连接，该电机驱动器的输出端与所述的电机连接，旋转变压器通过该电机驱动器与数字输入卡的输入端相连；所述的外设分别与该主板的不同接口连接。
2.根据权利要求1所述的单轴转台，其特征在于，所述的主板采用嵌入式主板 PCM3362，逻辑控制卡采用PCM3730，D/A转换卡采用PM524，数字输入卡采用ART2394，电机驱动器采用MADDT1205，总线为PC104总线。
3.根据权利要求1所述的单轴转台，其特征在于，所述的转台台体包括筒体、上盖、下盖以及所述的旋转变压器和电机，上盖和下盖分别用螺栓连接在筒体的两端，电机同轴安装在筒体内，该电机的输出轴伸出上盖的中心孔，并与负载连接；在该电机上装有所述的旋转变压器；在该筒体上设有与该电机连接的电机接口和与所述的旋转变压器连接的传感器接口。
4.根据权利要求1所述的单轴转台，其特征在于，所述的外设包括显示器、键盘和鼠标。
专利摘要一种单轴转台，包括转台台体和控制器，控制器的输入端和输出端分别与转台台体的旋转变压器和电机连接，控制器包括主板、逻辑控制卡、D/A转换卡、数字输入卡、电机驱动器、外设和电源模块，逻辑控制卡、D/A转换卡和数字输入卡通过PC104总线与主板连接，D/A转换卡和逻辑控制卡的一个输出端分别与电机驱动器的输入端连接，该电机驱动器的输出端与所述的电机连接，旋转变压器通过该电机驱动器与数字输入卡的输入端相连；所述的外设分别与该主板的不同接口连接。本实用新型的优点是结构简单，控制精度高，工作可靠；采用板卡结构，大大缩小了体积，是原有控制柜几分之一，使用和携带起来都很方便，特别适合应用在教学上。
文档编号G09B25/02GK202140764SQ20112026822
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者侯悦恒, 安俊佶, 曹宇, 杨健, 杨帆 申请人:杨健
技术领域：
本实用新型涉及一种单轴转台，主要用于教学上，也可用于工业，例如用于模拟飞行器的空间姿态运动，陀螺标定，对惯性器件进行置和速率等的测试等。
背景技术：
现有的单轴转台的结构复杂，特别是其控制装置都是大型的控制柜，使用和携带起来都不方便；更不适合应用在教学上。
发明内容本实用新型旨在提供一种单轴转台，以解决现有技术存在的结构复杂，其控制装置体积大，使用和携带不方便，更不适合应用在教学上的问题。本实用新型的技术方案是一种单轴转台，包括转台台体和控制器，控制器的输入端和输出端分别与转台台体的旋转变压器和电机连接，其特征在于，所述的控制器包括主板、逻辑控制卡、D/A转换卡、数字输入卡、电机驱动器、外设和电源模块，逻辑控制卡、D/ A转换卡和数字输入卡通过PC104总线与主板连接，D/A转换卡和逻辑控制卡的一个输出端分别与电机驱动器的输入端连接，该电机驱动器的输出端与所述的电机连接，旋转变压器通过该电机驱动器与数字输入卡的输入端相连；所述的外设分别与该主板的不同接口连接。所述的主板采用嵌入式主板PCM3362，逻辑控制卡采用PCM3730，D/A转换卡采用 PM524，数字输入卡采用ART2394，电机驱动器采用MADDT1205，总线为PC104总线。所述的转台台体包括筒体、上盖、下盖以及所述的旋转变压器和电机，上盖和下盖分别用螺栓连接在筒体的两端，电机同轴安装在筒体内，该电机的输出轴伸出上盖的中心孔，并与负载连接；在该电机上装有所述的旋转变压器；在该筒体上设有与该电机连接的电机接口和与所述的旋转变压器连接的传感器接口。所述的外设包括显示器、键盘和鼠标。本实用新型的优点是结构简单，控制精度高，工作可靠；采用板卡结构，大大缩小了体积，是原有控制柜几分之一，使用和携带起来都很方便，特别适合应用在教学上。
图1是本实用新型的总体构成框图；图2是本实用新型单轴转台的轴向半剖视图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型一种单轴转台，包括控制器A和转台台体B，控制器 A的输入端和输出端分别与转台台体B的旋转变压器12和电机10连接。其特征在于，所述的控制器A包括主板3 (PCM3362)、逻辑控制卡(PCM3730)、D/A转换卡(PM524)、数字输入(DI)卡(ART2394)、电机驱动器6、外设和电源模块7，逻辑控制卡(PCM3730)、D/A转换卡(PM524)和DI卡(ART2394)通过PC104总线1与主板3的对应接口连接，逻辑控制卡 PCM3730的一个输出端和D/A转换卡PM524的一个输出端分别与电机驱动器6的输入端连接，该电机驱动器6的输出端与所述的电机10连接，旋转变压器12与通过电机驱动器6与 ART2394相连。所述的外设分别与该主板3的不同接口连接。所述的外设包括显示器5、键盘2和鼠标4。所述的转台台体B除了所述的旋转变压器12和电机10外，还包括筒体9、上盖8 和下盖11，上盖8和下盖11分别用螺栓14连接在筒体9的上下两端，电机10同轴安装在筒体9内，该电机10的输出轴伸出上盖的中心孔，并与负载13连接。在该电机10的下端装有旋转变压器12，用于检测负载13的某一点的所在位置。在该筒体9上设有与该电机 10连接的电机接口 15和与所述的旋转变压器12连接的传感器接口 16。现有的控制器都是大型的控制柜的体积基本都在1. 5m以上，宽和长0. 5m左右，使用和携带起来都不方便。而本实用新型所用的板卡的体积都很小，控制器的整体高和宽仅为20cm，长仅为25cm左右，特别适合应用在教学上。工业上的转台台体都很高、很重，至少 2. 5m以上，重量至少3吨左右，而本实用新型的转台台体B高度不到25cm，重量在6斤左右， 使用和携带都很方便。其中的电源模块7外接220V市电，转换出低压直流电源供给控制器的所有部分的电源。除主板3外的三个板卡分别负责给电机驱动器6上电、给电机驱动器6发指定电压和读出电机运动过程中传给电机驱动器的位置信号，电机驱动器6的输出端与转台台体B 的电机10相连，控制电机10的转动，和接收电机转动后所传回的位置信息。本实用新型的工作原理采用全数字控制方案，主板3(PCM3362)实现伺服校正算法，PM524实现D/A转换，PCM3730实现逻辑控制，测角系统是由电机自带的旋转变压器12 传送出来的数字信号经由电机驱动器发送给ART2394来实现的。伺服校正算法是单轴转台控制系统的核心算法，主要采用超前校正、滞后校正、顺馈校正等组成的复合校正算法。由于单轴转台采用计算机实现的数字控制，因此该算法采用0. 5毫秒的采样周期进行离散化形成数字算法，根据指令和计算机采集到的位置，可以得到控制系统的伺服偏差，伺服偏差经过数字算法计算出控制相应框架电机驱动控制器的数字指令。D/A转换的功能主要是将伺服算法计算出的控制电机旋转的数字指令转换为士 IOV的直流模拟电压指令，从而控制电机的驱动控制器，使其产生控制电机旋转的交流模拟电压指令，从而控制电机进行旋转，该功能通过PM5M转换板卡实现。逻辑控制的主要功能是控制电机使能的接通与切断，该功能是通过逻辑转接板实现。电机驱动控制器主要是对伺服校正算法形成的控制电压进行功率放大，产生控制相应电机旋转的交流模拟电压指令，从而控制相应电机进行旋转。单轴转台的电机10 和电机驱动控制器6选用的都是日本松下公司的现有产品，型号分别是MADDT1205和 MSMDO12PIU。测角系统包括电机自带的测角元件(旋转变压器12)，测角元件将相应框架的旋转角度转换为数字信号，信号处理电路对该数字信号进行处理并通过计算机转换，从而获得相应框架的实际旋转角度，为控制系统提供反馈信号形成闭环控制。
主控计算机(主板幻将给出的指令信号和旋转变压器12输出的位置信号作差， 经过伺服校正算法计算出相应的控制量，由D/A转换卡转换后送入内环的电机驱动器6，由内环的电机驱动器6放大后驱动台体跟踪指令运动。
权利要求1.一种单轴转台，包括转台台体和控制器，控制器的输入端和输出端分别与转台台体的旋转变压器和电机连接，其特征在于，所述的控制器包括主板、逻辑控制卡、D/A转换卡、数字输入卡、电机驱动器、外设和电源模块，逻辑控制卡、D/A转换卡和数字输入卡通过 PC104总线与主板连接，D/A转换卡和逻辑控制卡的一个输出端分别与电机驱动器的输入端连接，该电机驱动器的输出端与所述的电机连接，旋转变压器通过该电机驱动器与数字输入卡的输入端相连；所述的外设分别与该主板的不同接口连接。
2.根据权利要求1所述的单轴转台，其特征在于，所述的主板采用嵌入式主板 PCM3362，逻辑控制卡采用PCM3730，D/A转换卡采用PM524，数字输入卡采用ART2394，电机驱动器采用MADDT1205，总线为PC104总线。
3.根据权利要求1所述的单轴转台，其特征在于，所述的转台台体包括筒体、上盖、下盖以及所述的旋转变压器和电机，上盖和下盖分别用螺栓连接在筒体的两端，电机同轴安装在筒体内，该电机的输出轴伸出上盖的中心孔，并与负载连接；在该电机上装有所述的旋转变压器；在该筒体上设有与该电机连接的电机接口和与所述的旋转变压器连接的传感器接口。
4.根据权利要求1所述的单轴转台，其特征在于，所述的外设包括显示器、键盘和鼠标。
专利摘要一种单轴转台，包括转台台体和控制器，控制器的输入端和输出端分别与转台台体的旋转变压器和电机连接，控制器包括主板、逻辑控制卡、D/A转换卡、数字输入卡、电机驱动器、外设和电源模块，逻辑控制卡、D/A转换卡和数字输入卡通过PC104总线与主板连接，D/A转换卡和逻辑控制卡的一个输出端分别与电机驱动器的输入端连接，该电机驱动器的输出端与所述的电机连接，旋转变压器通过该电机驱动器与数字输入卡的输入端相连；所述的外设分别与该主板的不同接口连接。本实用新型的优点是结构简单，控制精度高，工作可靠；采用板卡结构，大大缩小了体积，是原有控制柜几分之一，使用和携带起来都很方便，特别适合应用在教学上。
文档编号G09B25/02GK202140764SQ20112026822
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者侯悦恒, 安俊佶, 曹宇, 杨健, 杨帆 申请人:杨健
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