车载雷达传动装置设计 - 图文(2)

(1)检测装置为角度检测器,用来检测平台左右及前后的不平度。其检测值的大小是系统判断是否进行调平的依据,其检测精度的高低直接决定了系统的最终调平精度。

(2)调平执行机构采用4个带有自锁功能的液压支腿,将其对称布置在雷达座车的两侧,由相应的电液伺服阀控制,通过支腿的上下伸缩,实现雷达座车的调平。

(3)控制系统是自动调平系统的核心组成部分,常见的有计算机控制和可编程控制两种形式。由于载车上计算机不便放置,而PLC具有高可靠性和接口简易型,这里选用PLC作控制器,通过软件编程控制调平机构动作,实现车载系统的自动调平。

自动调平系统控制原理如图3.1所示。

图3.1 电液自动调平系统方框图

3.2.2 水平度误差分析

图3.2是4点式承载平台示意图,采用4个垂直液压缸来支撑平台。

图3.2 平台支撑示意图

水平传感器沿X、Y方向布置,X、Y两个方向的水平倾角为A和B,两传感器

间的夹角为C,则平台的倾斜角度H可由A和B合成为:

?2??2?2????cos???sin?2?1?cos?

sin?

如果两个方向的控制精度为??,则调平后平台的水平误差为:

??从上式可以得出,控制精度?给定,当??90o时,即两传感器垂直布置,平台的水平误差?有最小值,此时:??2?。也就是说,两边的水平控制精度应为整个平台水平控制精度的

1。例如:要求整个平台的倾斜度为2’,则控制时两个方2向的控制精度应该为2’。

3.2.3 调平方法

调节一个平面到水平状态的调节过程可以有单向调节和多点调节两种方案。若采用多点调节,即各点都同时运动,调整到一个预定点,其特点是速度快,但会出现相互干涉耦合现象且算法复杂。这里采用单向调节的方案,即先将X轴方向调平,再将Y轴方向调平。虽然调节时间稍长,但协调性好。

调平过程中调节的实际上是4点的相对高度,为了避免虚腿的产生,提高系统的调节精度,调节过程采用向最高点看齐的方法(通过水平传感器的检测信号可以找出平台的最高点),即保持相对最高点不动,把低点调高,这样平台就只有上升运动。

3.2.4 调平流程

在雷达座车的4个支腿全部着地后,控制系统开始进行调平,调平过程如图3.3所示。

图3.3 调平流程图

3.3 调平液压系统 3.3.1 液压系统工作过程 调平液压系统如图3.4所示。

图3.4 调平液压系统图

首先启动液压泵2,同时给电磁换向阀9、14通电,使增压器11右移,产生高压油。当达到设定压力时,液压缸20(4个)解锁,压力继电器10发出电信号使电

磁阀14断电并使换向阀16通电。这时,泵输出油液经电磁换向阀14、16,打开单向阀18和液控单向阀17,打开液压锁19,进入4个液压缸20。此时,阀16左位接入系统,液压缸两腔连通,4个支腿差动快速着地。

4个支腿都着地后,系统压力升高,压力继电器15发出信号,使电磁换向阀16断电,同时,给电液伺服阀13(4个)一个信号,使伺服阀左位接入,4个液压缸同时上升,克服平台重量,带动平台上升。

当平台上升到设定高度时,进入调平程序。根据水平传感器发出的信号,由PLC控制使相应的伺服阀产生一定的开口,对应的液压缸便产生相应的位移,直到达到调平精度为止。当达到调平精度时,伺服阀就回到中位,阀口关闭。同时,液压锁19关闭,将液压缸进、回油封死,电磁阀9断电,增压器复位,液压缸即被锁定。此时,泵也停止工作。

调平结束,设备即可进入工作状态。此后在设备工作中,平台水平度不可避免会产生波动,如果超差,传感器信号报警,启动泵,产生高压解锁,然后启动调平程序,可以实时控制水平度,保障平台的水平精度。当需要将腿收上时,只要输入收上信号,电液伺服阀反向开启,阀右位接入系统,液压支腿回收。然后,关闭所有电源即可。

四 车载雷达升降装置的技术设计

4.1 升降装置功能要求

1)功能性。即系统能在一定的外界载荷(如风力)的作用下，把规定的重量载荷在短时间内以一定的姿态快速平稳地举升至一定高度并锁定位置，使雷达能够在一定条件下安全可靠地工作。

2)自动化。即系统采用机电液一体化技术，使架撤过程实现自动化。这样，一方面减低操作人员的作业强度，另一方面能够可靠地缩短作业时间；

3)运输通过性。由于车身装载空间有限，架高系统必须与雷达其它部分一体化设计，以达到优化空间尺寸、确保各种运输状态的通过能力；

4)高比刚度、比强度结构形式。由于车辆装载能力与设备外形尺寸、重量等因素的矛盾，架高系统还必须对其自身的结构形式和重量进行优化，以达到用最小的自重承受最大的外载荷的目的；

5)高安全性、高可靠性及良好的环境适应性和互换性；

6)美观性。即要求结构布局合理，各部分比例协调，外形美观。 系统主要性能指标：

7）刚、强度问题。在设计过程中，要充分利用计算机仿真、CAD辅助设计等现代化手段对天线的受力情况做详细的分析，并对保精度工作状态时的天线阵面进行精度校核，条件允许时可通过适当的实验来评价计算的正确性。

8)抗腐蚀性问题。在不同的环境条件下，雷达都要具有一定的生命力，不仅在平原地带，山区，包括森林、高原、沙漠，沿海附近，雷达都要能全天候的工作。 9)连接的可靠性。不能在追求高机动性的同时忽略了单元之间的连接可靠性，单元之间的连接是否可靠是雷达系统能否正常工作的前提，要充分考虑杆件的稳定性和避免局部的应力集中现象。

10) 三防设计，即防潮、防振、防腐蚀设计。特别是沿海一带，盐雾腐蚀较为严重。

这里选用直上直下的结构形式比较合适。而X杆举升机构结构比较复杂，控制难度也较大；相比之下，筒式升降机构结构简单，控制起来也比较容易，虽然升降装置设计和加工相对比较困难，升降油缸和升降套筒要进行精心设计，还需要有特殊的加工工艺。但在切实解决了加工工艺难题后，采用液压垂直升降方案，有其明显的优越性

4.2 基于机电液一体化的升降装置

1.套筒锁紧装置

1.锁紧套筒 2.活塞杆 图4.1 套筒式锁紧装置

液压缸的前端盖上带个锁紧套筒1，它与活塞杆2过盈配合，且此套筒用一