駕束制導演示儀制造技術

本發明專利技術公開一種駕束制導演示儀，包括紅外信號源部分、紅外信號接收部分與二自由度運動平臺。其中，紅外信號源部分通過紅外信號燈發出恒定強度的圓錐體紅外光束繞步進電機輸出軸旋轉，形成呈正弦型變化的光信號，由安裝在二自由度運動平臺上的紅外信號接收部分接收，并進行處理，得到紅外信號接收部分與步進電機輸出軸軸線延長線的方向與距離偏差；根據距離偏差信號控制二自由度運動平臺運動，帶動紅外信號接收機朝向紅外信號源部分中步進電機旋轉軸延長線方向移動，直至到達步進電機的輸出軸與二自由度運動平臺所在平面的交點處，實現制導演示效果。本發明專利技術的優點為：在成本與演示效果間取得平衡；既可用于理論研究，又可為實踐教學提高硬件支持。

【技術實現步驟摘要】
駕束制導演示儀
本專利技術涉及一種導彈駕束制導演示儀，具體來說，是一種以旋轉的紅外光為信號源的駕束制導演示儀。
技術介紹
駕束制導，其實就是導彈騎著信號光束飛行。工作時，望遠系統先捕捉并跟蹤目標，以最佳的角度發射導彈，使導彈進入經編碼調制的光波束中，進入波束的方向要盡可能與激光束軸線的方向一致，彈體在飛行過程中，彈體上的接收機接收到光束信號，從中處理制導所需的誤差量，即彈體和軸線偏離的方向和大小。并將這個誤差量送入彈的控制系統，由控制系統控制彈的飛行方向和姿態，始終保持彈體和光束的重合，最終將戰斗部引導于目標上。二十世紀六十年代美國、法國開始駕束制導的研究，經過幾十年的研究，世界上采用駕束制導的導彈已經經歷了兩代，共十余種。瑞典的RBS—70便攜式導彈即屬于此類。以上導彈駕束制導的理論在一些大學相關專業課程中都會有介紹，但為了學生知識的更好理解以及導彈駕束制導技術的開發與研究，除了進行說教式的知識傳授與理論研究外，還要進行硬件實驗，然而進行導彈的實彈駕束制導演示受安全、成本以及演示效果的限制顯然不可能。如能開發出一種演示儀器，能夠直觀地展現出導彈在駕束制導過程中的狀態，實現對目標的跟蹤與瞄準。
技術實現思路
為了解決上述問題,本專利技術提出一種用旋轉的紅外光束做信號源的低成本、便于推廣的駕束制導演示儀，不僅能夠用于導彈駕束制導的理論研究，而且也能夠為日常實踐教學提供良好的硬件支持。本專利技術駕束制導演示儀，包括紅外信號源部分、紅外信號接收部分與二自由度運動平臺。所述紅外信號源部分，包括步進電機、紅外信號燈、轉盤、轉軸、萬向節、底座、支柱、固定圈、紅外信號源發生模塊、電機驅動模塊A與單片機模塊A。其中，步進電機安裝在底座上；步進電機輸出軸端部安裝有轉盤；轉盤端面邊緣位置安裝有萬向節；轉軸一端與萬向節固定，另一端穿過由支柱支撐于底座上的固定圈后，與紅外線信號燈相連；所述紅外信號發生模塊與電機驅動模塊A均與單片機模塊A相連。其中，步進電機與電機驅動模塊A相連；紅外信號燈與紅外信號發生模塊相連。上述轉軸軸線與步進電機輸出軸軸線夾角呈30°，且使紅外信號燈發射的紅外光束光軸與轉軸軸線平行。所述紅外信號接收部分包括紅外信號接收機、紅外信號處理模塊、電機驅動模塊B與單片機模塊B。紅外信號接收部分安裝在二自由度運動平臺上，通過二自由度運動平臺實現紅外信號接收部分在水平方向以及在豎直方向上的位置調節。紅外信號處理模塊與紅外信號接收機相連；電機驅動模塊B與二自由運動度平臺中的兩個驅動電機相連。由此，通過紅外信號接收機接收紅外信號源部分發出的正弦光信號，由單片機模塊B控制紅外信號處理模塊基于快速傅里葉算法進行處理，得到紅外信號接收機與步進電機輸出軸軸線延長線的方向與距離偏差，并由單片機模塊B根據距離偏差信號控制電機驅動模塊B驅動二自由度運動平臺中兩個驅動電機運動，最終帶動二自由度運動平臺上的紅外信號接收機朝向紅外信號源部分中步進電機旋轉軸延長線方向移動，使紅外信號接收機到達步進電機的輸出軸與二自由度運動平臺所在平面的交點處，從而實現制導演示效果。本專利技術的優點在于：1、本專利技術本駕束制導演示儀，采用旋轉的紅外信號源代替復雜的紅外編碼器，用紅外信號接收器與二自由度平臺代替彈體，在成本與演示效果間取得平衡；2、本專利技術駕束制導演示儀，結構簡單，便于多臺套推廣，既可用于理論研究，例如驗證一些導彈的駕束制導控制算法；又可為實踐教學提高硬件支持，給同學以直觀的認識。附圖說明圖1為本專利技術駕束制導演示儀整體結構示意圖；圖2為本專利技術制駕束制導演示儀中紅外信號源部分結構示意圖；圖3為本專利技術制駕束制導演示儀中紅外信號接收部分結構框圖。圖中：1-紅外信號源部分2-紅外信號接收部分3-二自由度運動平臺4-紅外光束101-步進電機102-紅外信號燈103-轉盤104-轉軸105-萬向節106-底座107-支柱108-固定圈109-紅外信號源發生模塊110-電機驅動模塊A111-單片機模塊A201-紅外信號接收機202-紅外信號處理模塊203-電機驅動模塊B204-單片機模塊B具體實施方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。本專利技術駕束制導演示儀，包括紅外信號源部分1、紅外信號接收部分2與二自由度運動平臺3，如圖1所示。所述紅外信號源部分1為一封裝結構，通過支架支撐，包括步進電機101、紅外信號燈102、轉盤103、轉軸104、萬向節105、底座106、支柱107、固定圈108、紅外信號源發生模塊109、電機驅動模塊A110與單片機模塊A111。其中，步進電機101安裝在底座106的一側面上，保證步進電機101的輸出軸軸線與水平面平行。步進電機101輸出軸端部同軸固定安裝有轉盤103；轉盤103端面邊緣位置安裝有萬向節105。轉軸104一端與萬向節105固定，另一端穿過由支柱107支撐于底座1底面上的固定圈108后，與紅外線信號燈102相連，通過固定圈108將轉軸104定位，使轉軸104軸線與步進電機101輸出軸軸線夾角呈30°，且使紅外信號燈102發射的紅外光束4光軸與轉軸104軸線平行。所述紅外信號發生模塊109與電機驅動模塊A110均與單片機模塊A111相連；其中，步進電機101與電機驅動模塊A110相連，通過單片機模塊A111控制電機驅動模塊A110驅動步進電機101以定速工作。紅外信號燈102與紅外信號發生模塊109相連，通過單片機模塊A111控制紅外信號發生模塊109使紅外信號燈102發出的恒定強度且波長為940nm的圓錐體紅外光束4繞步進電機101輸出軸旋轉。由此，步進電機101的定速工作，使由步進電機101輸出軸帶動轉盤103轉動，最終帶動轉軸104與紅外信號燈102以定速繞著步進電機101輸出軸轉動。由于，紅外光束4光軸與轉軸104間呈30度夾角轉動，使得在紅外信號源部分1工作時，紅外信號接收部分2接收到的光信號呈正弦型變化的正弦光信號。所述紅外信號接收部分2包括紅外信號接收機(型號為LF-DX1)201、紅外信號處理模塊202、電機驅動模塊B203與單片機模塊B204。紅外信號接收部分2作為一個整體模塊，安裝在二自由度運動平臺3上，通過二自由度運動平臺3實現紅外信號接收部分2在水平方向以及在豎直方向上的位置調節。其中，二自由度運動平臺3設置在紅外信號源部分1前方，為采用為鋁合金制成的十字滑臺，位于紅外信號燈102發出的圓錐體紅外光束4區域內，圓錐體紅外光束4區域與二自由度運動平臺3交線為半徑為400mm的圓。信號處理模塊202與電機驅動模塊B203均與單片機模塊B204相連；其中，紅外信號處理模塊202與紅外信號接收機201相連；電機驅動模塊B203與二自由運動度平臺3中控制x、y軸運動的兩個驅動電機相連。由此，通過紅外信號接收機201接收紅外信號源部分1發出的正弦光信號，由單片機模塊B204控制紅外信號處理模塊202基于快速傅里葉算法進行處理，得到紅外信號接收機201與步進電機101輸出軸軸線延長線的方向與距離偏差，并由單片機模塊B204根據距離偏差信號控制電機驅動模塊B203驅動二自由度運動平臺3中兩個驅動電機運動，最終帶動二自由度運動平臺3上的紅外信號接收機201朝向紅外信號源部分1中步進電機101旋轉軸延長線方向移動，使紅外信號接收機本文檔來自技高網...

【技術保護點】
駕束制導演示儀，其特征在于：包括紅外信號源部分、紅外信號接收部分與二自由度運動平臺；所述紅外信號源部分，包括步進電機、紅外信號燈、轉盤、轉軸、萬向節、底座、支柱、固定圈、紅外信號源發生模塊、電機驅動模塊A與單片機模塊A；其中，步進電機安裝在底座上；步進電機輸出軸端部安裝有轉盤；轉盤端面邊緣位置安裝有萬向節；轉軸一端與萬向節固定，另一端穿過由支柱支撐于底座上的固定圈后，與紅外線信號燈相連；所述紅外信號發生模塊與電機驅動模塊A均與單片機模塊A相連；其中，步進電機與電機驅動模塊A相連；紅外信號燈與紅外信號發生模塊相連；上述轉軸軸線與步進電機輸出軸軸線間具有夾角，且使紅外信號燈發射的紅外光束光軸與轉軸軸線平行；所述紅外信號接收部分包括紅外信號接收機、紅外信號處理模塊、電機驅動模塊B與單片機模塊B；紅外信號接收部分安裝在二自由度運動平臺上，通過二自由度運動平臺實現紅外信號接收部分在水平方向以及在豎直方向上的位置調節；紅外信號處理模塊與紅外信號接收機相連；電機驅動模塊B與二自由運動度平臺中的兩個驅動電機相連。

【技術特征摘要】
1.駕束制導演示儀，其特征在于：包括紅外信號源部分、紅外信號接收部分與二自由度運動平臺；所述紅外信號源部分，包括步進電機、紅外信號燈、轉盤、轉軸、萬向節、底座、支柱、固定圈、紅外信號源發生模塊、電機驅動模塊A與單片機模塊A；其中，步進電機安裝在底座上；步進電機輸出軸端部安裝有轉盤；轉盤端面邊緣位置安裝有萬向節；轉軸一端與萬向節固定，另一端穿過由支柱支撐于底座上的固定圈后，與紅外信號燈相連；所述紅外信號源發生模塊與電機驅動模塊A均與單片機模塊A相連；其中，步進電機與電機驅動模塊A相連；紅外信號燈與紅外信號源發生模塊相連；上述轉軸軸線與步進電機輸出軸軸線間具有夾角，且使紅外信號燈發射的紅外光束光軸與轉軸軸線平行；所述紅外信號接收部分包括紅外信號接收機、紅外信號處理模塊、電機驅動模塊B與單片機模塊B；紅外信號接收部分安裝在二自由度運動平臺上，通過二自由度運動平臺實現紅外信號接收部分在水平方向以及在豎直方向上的位置調節；紅外信號處理模塊與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉小明，周韜，周浩，吳鵬輝，張亞坤，楊喜連，張俊暉，唐哲，杜文豪，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：北京;11