一種機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)限位轉(zhuǎn)臺的尋零裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于民用航空的機(jī)場跑道異物(F0D)探測系統(tǒng)的限位轉(zhuǎn)臺控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種機(jī)場跑道異物(F0D)探測系統(tǒng)限位轉(zhuǎn)臺在啟動時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度尋找機(jī)械零位的尋零裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界民用航空業(yè)的迅猛發(fā)展，民用客機(jī)數(shù)量大幅增加，機(jī)場航班的起降越加更加頻繁，機(jī)場跑道異物(Foreign object debris，F(xiàn)0D)導(dǎo)致的飛機(jī)損傷、飛行事故及航班晚點(diǎn)事件發(fā)生頻率不斷上升，破壞程度不斷加大，對民用航空業(yè)帶來了巨大的影響和損失。目前，國內(nèi)外跑道監(jiān)察工作主要是靠道面巡查人員完成民航組織規(guī)定每天對道面進(jìn)行四次步行檢查，在巡查跑道時(shí)將關(guān)閉跑道，這使得航班通行能力大大降低。在雷達(dá)技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺目標(biāo)識別技術(shù)日益發(fā)展的今天，機(jī)場跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)正日益成為國內(nèi)外大中型機(jī)場即時(shí)發(fā)現(xiàn)跑道入侵，保障飛行器安全起降的重要裝備。
[0003]受限于民航飛行區(qū)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，F(xiàn)0D探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是利用限位轉(zhuǎn)臺配合遠(yuǎn)距離成像設(shè)備在距離幾百米以外實(shí)現(xiàn)對跑道的異物探測功能。這種條件下，為了保證轉(zhuǎn)臺所負(fù)責(zé)的跑道探測區(qū)域的檢測連續(xù)性，需要用到高精度的限位轉(zhuǎn)臺，而對于依賴機(jī)械零位的原理實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)行的限位轉(zhuǎn)臺來說，高精度的零位尋位很大程度上決定了限位轉(zhuǎn)臺的運(yùn)行精度。
[0004]目前市面上多數(shù)轉(zhuǎn)臺尋找機(jī)械零位時(shí)，都是采用基于光電開關(guān)作為參考點(diǎn)的技術(shù)方案，例如中國專利公開號CN102183916A公開了一種有限轉(zhuǎn)角伺服轉(zhuǎn)臺用位置尋零方法，該專利申請的【背景技術(shù)】部分記載了:將光電開關(guān)安裝在伺服轉(zhuǎn)臺的預(yù)知角度位置，即已知參考點(diǎn)和機(jī)械零位之間的角度差為固定值Θ，開機(jī)時(shí)，伺服轉(zhuǎn)臺先向安裝有光電開關(guān)的方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)檢測到光電開關(guān)被觸發(fā)產(chǎn)生的TTL電平信號時(shí)，控制伺服轉(zhuǎn)臺向相反的方向運(yùn)動Θ角度即到達(dá)轉(zhuǎn)臺的機(jī)械零位，并將脈沖計(jì)數(shù)器清零。但是這種方法雖然簡單，但是一旦光電開關(guān)損壞，伺服轉(zhuǎn)臺將無法找到機(jī)械零位，不能正常開機(jī)工作;針對上述技術(shù)問題，該專利申請?zhí)岢隽艘环N有限轉(zhuǎn)角伺服轉(zhuǎn)臺用位置尋零方法，該方法在伺服轉(zhuǎn)臺的機(jī)械零位與正向限位之間安裝了一個(gè)光電開關(guān)，并將光電開關(guān)位置和正向機(jī)械限位分別作為本方法的第一參考點(diǎn)和輔助參考點(diǎn)，在伺服轉(zhuǎn)臺開機(jī)時(shí)，電機(jī)正向轉(zhuǎn)動，如果查詢到光電開關(guān)控制的TTL電平信號或者監(jiān)測到電機(jī)的電流值達(dá)到設(shè)置門限值，即可控制電機(jī)反轉(zhuǎn)相應(yīng)的已知角度，就能夠找到準(zhǔn)確的機(jī)械零位。但是，該專利申請的尋零方法卻沒有解決高精度尋零的技術(shù)問題。
[0005]中國專利公開號公開了CN103744350A公開了一種光電開關(guān)轉(zhuǎn)臺角度復(fù)位裝置，其轉(zhuǎn)盤架的上端固定定位盤，定位盤上有定位塊，定位盤下的轉(zhuǎn)盤架通過軸承固定轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上固定光電開關(guān)擋片和限位柱，靠近光電開關(guān)擋片圓周軌跡的轉(zhuǎn)盤架上固定光電開關(guān)，光電開關(guān)擋可以從光電開關(guān)的光電槽中穿過，穿過時(shí)即可擋住光電開關(guān)，所述限位柱的位置是當(dāng)光電開關(guān)擋擋住光電開關(guān)時(shí)限位柱正好碰上定位盤的定位塊，定位塊對限位柱擋住定位。該專利申請解決的技術(shù)問題是:以往所使用光電開關(guān)的轉(zhuǎn)臺角度復(fù)位方法，由于光電開關(guān)工作原理會帶來較大的系統(tǒng)誤差，如要提高復(fù)位精度，控制程序非則會常復(fù)雜，需要設(shè)置多種判據(jù)進(jìn)行判斷，才能確定零位;而判據(jù)的復(fù)雜化不僅增大系統(tǒng)計(jì)算量，程序判據(jù)過多，在控制程序的編寫過程中也容易出錯(cuò)。其帶來的技術(shù)效果是:通過簡單判據(jù)進(jìn)行判斷即可確定零位，可簡化控制程序，并且能夠提高復(fù)位精度。該專利申請僅僅是通過簡單判斷進(jìn)行確定零位，雖然能提高復(fù)位精度，但該方法采用碰撞的方法實(shí)現(xiàn)復(fù)位，長期運(yùn)行時(shí)可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)臺傳動結(jié)構(gòu)、電機(jī)等內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷，并且受不同轉(zhuǎn)速發(fā)生碰撞的影響，其正常運(yùn)行時(shí)確定零位的精度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到FOD系統(tǒng)的限位轉(zhuǎn)臺的運(yùn)行精度要求。
[0006]目前市面上的高分辨率的光電開關(guān)的光柱直徑通常在0.5?1_，部分廠家提供的最高可達(dá)0.1mm，但是價(jià)格昂貴。如果按照0.1mm光柱的進(jìn)行計(jì)算，假設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的定位環(huán)的有效直徑約20cm，其限位片在光電開關(guān)的光柱不同位置觸發(fā)時(shí)帶來的最大誤差仍可達(dá)到約0.0573度，這種誤差對于保證F0D系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)幾百米外的跑道異物探測連續(xù)性是不能容忍的，理論上如果加大定位環(huán)的直徑，可以提高轉(zhuǎn)臺的尋零定位精度，但實(shí)際上由于轉(zhuǎn)臺的設(shè)計(jì)安裝尺寸，很難通過該方式提高精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，為了滿足F0D探測系統(tǒng)的限位轉(zhuǎn)臺的運(yùn)行精度要求，設(shè)計(jì)了一種機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)限位轉(zhuǎn)臺的尋零裝置。本實(shí)用新型的尋零裝置極其適用于民用航空領(lǐng)域的機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)限位轉(zhuǎn)臺，以常用的定位環(huán)的有效直徑20cm為參考，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的0.01mm的光縫可以保證限位轉(zhuǎn)臺的零位定位精度達(dá)到0.0057度，比現(xiàn)有技術(shù)中存在的限位轉(zhuǎn)臺的技術(shù)方案提升了近10倍的分辨率，這極大地提高了限位轉(zhuǎn)臺尋零定位的精度，同時(shí)也降低了光電開關(guān)的選用成本。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種機(jī)場跑道異物探測系統(tǒng)限位轉(zhuǎn)臺的尋零裝置，其特征在于:所述的尋零裝置包括:限位盤1、定位環(huán)2、光電開關(guān)3和尋零檢測控制器7;所述的限位盤1安裝在限位轉(zhuǎn)臺的電機(jī)轉(zhuǎn)軸6上，限位盤1根據(jù)限位轉(zhuǎn)臺開機(jī)時(shí)的尋零方向沿限位盤1的徑向設(shè)置有尋零啟動位光縫4和尋零位光縫5;所述的定位環(huán)2設(shè)計(jì)有機(jī)械零位及光電開關(guān)安裝位8，光電開關(guān)3精確安裝在機(jī)械零位及光電開關(guān)安裝位8并且保持固定，保證限位盤1轉(zhuǎn)動時(shí)尋零啟動位光縫4和尋零位光縫5能夠依次正確通過光電開關(guān)3的光柱并且進(jìn)行觸發(fā)產(chǎn)生電信號;定位環(huán)2與限位盤1絕對共軸，并通過定位環(huán)支架9與限位轉(zhuǎn)臺其它部件進(jìn)行緊固連接，不隨限位轉(zhuǎn)臺進(jìn)行轉(zhuǎn)動;所述的尋零檢測控制器7通過光電開關(guān)傳感信號線和電機(jī)轉(zhuǎn)動控制信號線分別與光電開關(guān)3和電機(jī)10連接，作為限位轉(zhuǎn)臺的一部分，安裝于限位轉(zhuǎn)臺上。
[0009]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的尋零檢測控制器7實(shí)時(shí)監(jiān)測光電開關(guān)3的檢測電路，并且控制限位轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動速度。
[0010]所述的尋零檢測控制器7是一套能夠檢測接收光電開關(guān)傳感信號并進(jìn)行邏輯處理后實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的轉(zhuǎn)動控制的裝置，可以是專門的電路結(jié)構(gòu)或者限位轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動控制設(shè)備的附加結(jié)構(gòu)，它通過光電開關(guān)傳感信號線和電機(jī)轉(zhuǎn)動控制信號線分別與光電開關(guān)和電機(jī)連接，作為限位轉(zhuǎn)臺的一部分，安裝于限位轉(zhuǎn)臺上合適的位置。
[0011]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的尋零啟動位光縫4的寬度為0.05?0.2mm。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的尋零啟動位光縫4的寬度為0.1mm。
[0013]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的尋零位光縫5的寬度為0.005?0.05mm。
[0014]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的尋零位光縫5的寬度為0.01mm。
[0015]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的定位環(huán)2的直徑為20?30cm。
[0016]在一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案中，所述的限位盤1的直徑為15?25cm。
[0017]本實(shí)用新型的一種跑道異物探測系統(tǒng)限位轉(zhuǎn)臺的尋零裝置的具體尋零方法為:每當(dāng)限位轉(zhuǎn)臺開機(jī)時(shí)，尋零檢測控制器7進(jìn)入尋零狀態(tài)，清除尋零狀態(tài)標(biāo)志位和高精度尋零狀態(tài)標(biāo)志位，同時(shí)控制限位轉(zhuǎn)臺快速向機(jī)械零位位置轉(zhuǎn)動;尋零檢測控制器7實(shí)時(shí)監(jiān)測光電開關(guān)3的檢測電路，當(dāng)限位盤1的尋零啟動位光縫4進(jìn)入光電開關(guān)3的光柱時(shí)，觸發(fā)產(chǎn)生第一個(gè)電信號，尋零檢測控制器7檢測到第一個(gè)電信號以后進(jìn)入高精度尋零狀態(tài)，置位高精度尋零狀態(tài)標(biāo)志位;在高精度尋零狀態(tài)時(shí)，尋零檢測控制器7以一個(gè)