機(jī)場(chǎng)激光驅(qū)鳥(niǎo)器掃描系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

其中運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件通常為步進(jìn)電機(jī)或者伺服電機(jī)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，加以放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)角度?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。
控制器具備以下功能：
(1)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量；
(2)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度；
(3)具有A／D轉(zhuǎn)換功能，進(jìn)行溫度檢測(cè)、電壓檢測(cè)、風(fēng)力檢測(cè)、雨量檢測(cè)；
(4)具有檢測(cè)限位功能，通過(guò)L／O口檢測(cè)高低、方位安全開(kāi)關(guān)的狀態(tài)；
(5)具有零點(diǎn)校正功能，通過(guò)I／O口對(duì)霍爾傳感器進(jìn)行零點(diǎn)校正；
(6)具有檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器錯(cuò)誤功能；
(7)通過(guò)串口與上位機(jī)進(jìn)行通訊。
3．2．1 單片機(jī)控制電路
單片機(jī)控制電路為控制器的核心部分，通過(guò)單片機(jī)和外圍芯片電路實(shí)現(xiàn)控制功能。單片機(jī)控制電路承擔(dān)數(shù)據(jù)的采集、處理、傳輸任務(wù)，同時(shí)負(fù)責(zé)接收上位機(jī)下達(dá)的命令，以及系統(tǒng)的自檢等命令，以使系統(tǒng)可靠、有序地工作。
3．2．2 電源部分設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)中單片機(jī)、傳感器需要5V直流電壓。市場(chǎng)上電源的技術(shù)比較成熟，能滿足本系統(tǒng)的要求，采用24V直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)，通過(guò)780 5、7812得到我們需要的電壓。
3．2．3 硬件的抗干擾設(shè)計(jì)
控制器中最容易受干擾的部位是電源、接地系統(tǒng)、輸入和輸出。在設(shè)計(jì)中采取了相應(yīng)的抗干擾措施。
(1)采用光電隔離
通常在數(shù)據(jù)信息的傳輸過(guò)程中，發(fā)送和接收之間存在明顯的接地電位差。這種電位差隨發(fā)送與接收的距離變化而變化，一般情況下距離越遠(yuǎn)，電位差越大。在本設(shè)計(jì)中，由于驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓為24V，屬于高壓，容易產(chǎn)生串?dāng)_信號(hào)，同時(shí)考慮到高低電壓安全隔離，所以采用光電隔離。
(2)采用抗干擾穩(wěn)壓電源
采用抗干擾能力很強(qiáng)的三端穩(wěn)壓器件7805、7812等，克服絕大部分干擾。
3．3 總體的造型設(shè)計(jì)
造型設(shè)計(jì)也是總體設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的問(wèn)題。造型設(shè)計(jì)是與設(shè)備的功能、結(jié)構(gòu)、材料、工藝、視覺(jué)感覺(jué)與市場(chǎng)關(guān)系緊密相關(guān)的重要設(shè)計(jì)工作。造型設(shè)計(jì)所采用結(jié)構(gòu)、材料和工藝要符合經(jīng)濟(jì)原則；還要使產(chǎn)品的外形、色彩和表面特征符合美學(xué)原則，以適應(yīng)人們的時(shí)尚要求，并從式樣、形態(tài)、風(fēng)格、氣氛上體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn)。

本次設(shè)計(jì)中采用球體造型，該系統(tǒng)的整體各部分輕重對(duì)稱，相對(duì)和諧，減小風(fēng)阻；同時(shí)，采用止口設(shè)計(jì)，可防風(fēng)防雨；光線用反射鏡傳輸，有效減輕回轉(zhuǎn)體的重量；采用對(duì)稱設(shè)計(jì)法，使系統(tǒng)均衡穩(wěn)定。

4 保證該系統(tǒng)精度的措施
(1)選用D級(jí)回轉(zhuǎn)軸承，游隙小，回轉(zhuǎn)精度高，摩擦力矩小，低速平穩(wěn)性好；
(2)為了減小摩擦扭矩，要求回轉(zhuǎn)主軸尺寸公差等級(jí)為1T6級(jí)，形位公差(同軸度、圓柱度、垂直度)等級(jí)達(dá)到IT4級(jí)；
(3)齒輪加工精度等級(jí)為IT5級(jí)，研磨后精度等級(jí)為IT3級(jí)；
(4)防護(hù)罩采用球體造型，減小風(fēng)阻。

5 結(jié)論
該系統(tǒng)已交付使用，從現(xiàn)場(chǎng)使用情況來(lái)看，運(yùn)行精度高，低速平穩(wěn)性好，安全可靠，滿足技術(shù)要求。該設(shè)計(jì)是合理的、有效的。