控制陀螺經緯儀靈敏部自動升降的方法技術

本發明專利技術屬于陀螺經緯儀定位與定向技術領域，尤其涉及控制陀螺經緯儀靈敏部自動升降的方法。為提供一種控制陀螺經緯儀靈敏部自動升降的方法，以實現自動完成陀螺靈敏部的下放與托起，減少人為因素對尋北測量的影響，提高陀螺經緯儀的響應速度、重復精度和自動化程度。本發明專利技術采用的技術方案是：使ＤＳＰ發出脈沖與方向信號給電機驅動器，使驅動器控制電機的運行，使直線電機的往復運動控制陀螺靈敏部的升降，同時以電機運行速度影響陀螺經緯儀靈敏部尋北時擺幅的大小。本發明專利技術主要用于控制控制陀螺經緯儀靈敏部自動升降。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于屬于陀螺經緯儀定位與定向
，尤其涉及控制陀螺經緯儀靈敏部自動 升降的方法。
技術介紹
陀鹺經緯儀可以在地理南北諱75°范圍內的地面、礦井或隧道任意測點指示出真北方向， 在工程施工測量、艦船制造、軍事瞄準中具有廣泛的應用。陀螺經諱儀的定向過程一般包括粗定向(或粗尋北)和精定向(或精尋北)兩步。在陀螺經 諱儀粗定向過程中，大多數采用人工下放陀螺靈敏部的方法；精定向時，目前必須通過下放 陀螺來定向。下放時，操作者轉動陀螺鎖緊手輪，同時觀察目鏡，使陀螺靈敏部緩慢下放， 并進行限幅。若下放控制不當而引起光標晃動劇烈、運動過快或超出范圍，均需要重新下放。 所以人工下放陀螺對操作者的要求較高，在精定向時還會影響定向的精度和速度。在這種情 況下，陀螺儀靈敏部的自動升降技術在尋北測量領域有著很高的實用價值。
技術實現思路
，為克服現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種控制陀螺經緯儀靈敏部自動升降的 方法，以實現自動完成陀螺靈敏部的下放與托起，減少人為因素對尋北測量的影響，提高陀 螺經緯儀的響應速度、重復精度和自動化程度。本專利技術采用的技術方案是使DSP發出脈沖 與方向信號給電機驅動器，使驅動器控制電機的運行，使直線電機的往復運動控制陀螺靈敏 部的升降，同時以電機運行速度影響陀螺經緯儀靈敏部尋北時擺幅的大小。所說的控制陀螺靈敏部的升降，進一步包括下列步驟(1) 、陀螺儀靈敏部下放過程在陀螺尋北過程中，首先起動陀螺馬達，起動指示燈亮，當陀螺馬達達到編定轉速時， 指示燈滅再稍等一分鐘開始下放陀螺，撥動自動升降系統開始旋鈕至"開"位置，給整個自 動升降系統通電，按動電機下放按鈕，自動升降系統對陀螺儀靈敏部實行下放動作，DSP通 過KX管腳給電機驅動器方向控制引腳置高電平，電機控制靈敏部下放，自動升降系統在陀螺 下放過程中采用變速控制，根據速度的需要，將下放過程中發送脈沖的頻率劃分為三個控制 區高頻區、低頻區和高頻區，DSP在一次陀螺儀靈敏部下放過程中最多發送3300個脈沖給電機驅動器，電機運動距離由脈沖和光電開關反饋電路綜合控制，電機運行到最下部時，就會觸發光電開關由斷開到連通狀態，則光電開關反饋電路將產生一個階躍信號發送給DSP， DSP通過I03管腳接收反饋信號，DSP接收到光電開關反饋的信號時，停止發送脈沖信號，此 時系統待機，陀螺儀靈敏部處于完全下放狀態，等待操作人員按鍵控制系統下一步運行；(2) 、陀螺儀靈敏部托起過程按動電機托起按鈕，自動升降系統對陀螺儀靈敏部實行托起動作，DSP通過ICh管腳發送給電機驅動器方向控制引腳置低電平，電機控制靈敏部托起，此時DSP向電機驅動器發出 頻率為300 Hz的脈沖，脈沖個數依然不超過3300個，直到接收到光電開關反饋信號時，停止發送脈沖信號，系統待機，等待按鍵，如果需要再次下放陀螺，可以按動下放按鈕，否則 可以撥動自動升降系統開始旋鈕至"關"位置，系統斷電。所說的以電機運行速度影響陀螺經緯儀靈敏部尋北時擺幅的大小，是指DSP通過改變步 進脈沖的頻率，改變電機托起和下放過程中的速度，從而最優控制靈敏部的運行。本專利技術具備以下效果由于本專利技術采用了DSP、電機驅動器、直線電機結構實現陀螺的 升降自動控制，因而本專利技術提高了陀螺經諱儀的響應速度、重復精度和自動化程度。 附圖說明圖1為本專利技術所指的陀螺經諱儀結構示意圖。圖中l是陀螺儀，2是陀螺儀靈敏部，3是頂桿，4是連接盤，5是驅動裝置及控制系 統，6是經緯儀。圖2為實現本專利技術的控制系統結構框圖。圖3為直線電機控制方式示意圖。 圖中10。控制電機CLK(時鐘)、10,控制Direction(方向)、102控制Enable(使能)，103接 收光電開關反饋信號，100-103通過寄存器ASPCR和IOSR進行軟件編程控制，ASPCR的低四 位設置輸入/輸出(0為輸入、l為輸出)，10SR低四位讀/寫I0數據。圖4為陀螺儀靈敏部下放過程中的頻率變化示意圖。圖5為光電開關電路示意圖。圖6為電機控制程序流程圖。 具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本專利技術。陀螺經緯儀靈敏部自動升降系統基于數字化的陀螺智能尋北系統。光標信號通過智能尋 北系統的處理，實現了讀數的自動化;控制直線電機的脈沖和方向信號由DSP (Digital Signal Processor數字信號處理器)處理模塊產生。陀螺儀靈敏部自動升降系統結構如圖2所示。數 字控制采用DSP型號為TMS320F206;驅動器為DCS4020型雙極斬波，采用半步控制；直線電 機型號為28F47-05-012，電機步長為。.^a^ZSz鵬陀螺儀采用徐州光學儀器廠生產的JT-15 陀螺儀；位置檢測采用光電開關H105。 DSP發出脈沖與方向信號給電機驅動器，驅動器控制 電機的運行，直線電機的往復運動控制陀螺靈敏部的升降，同時電機運行速度影響到陀螺經 緯儀靈敏部尋北時擺幅的大小。在這臺儀器上，脈沖頻率在26 40Hz時，電機下放可以達到 較好的效果，陀螺儀尋北擺幅為5 8格，擺動過程穩定。 (1)、陀螺儀靈敏部下放過程在陀螺尋北過程中，首先起動陀螺馬達，起動指示燈亮。當陀螺馬達達到額定轉速時， 指示燈滅再稍等一分鐘開始下放陀螺。撥動自動升降系統開始旋鈕至"開"位置，給整個自 動升降系統通電。按動電機下放按鈕，自動升降系統對陀螺儀靈敏部實行下放動作。如圖3 所示，DSP通過IOi管腳給電機驅動器方向控制引腳置高電平，電機控制靈敏部下放。自動升 降系統在陀螺下放過程中采用變速控制，如圖4所示，根據速度的需要，將下放過程中發送 脈沖的頻率劃分為三個控制區高頻區、低頻區和高頻區。DSP在一次陀螺儀靈敏部下放過 程中最多發送3300個脈沖給電機驅動器，設脈沖數目為n，下放過程中脈沖的頻率分布如下-0<n《1000，脈沖的頻率為200Hz; 1000<n《2000，脈沖的頻率為33 Hz; 2001<n《3300， 脈沖的頻率為200Hz。由于光電開關控制的行程為5順，而驅動器接受3300個脈沖，電機的 行程為5.23875員，則驅動器未接收到所有DSP發射的脈沖時電機就會由于光電開關的位置 限制而停止，光電開關反饋電路如圖5所示，由電阻R1、 R2、 R3，發光二極管D1， photo NPN 三極管Q1，芯片SN74LS04N，電容C1、 C2，光耦TLP521構成。電機運動距離由脈沖和光電 開關反饋電路綜合控制，以保證系統的冗余。電機運行到最下部時，就會觸發光電開關由斷 開到連通狀態，則光電開關反饋電路將產生一個階躍信號發送給DSP, DSP通過I03管腳接收 反饋信號。DSP接收到光電開關反饋的信號時，停止發送脈沖信號，此時系統待機，陀螺儀 靈敏部處于完全下放狀態，等待操作人員按鍵控制系統下一步運行。 (2)、陀螺儀靈敏部托起過程按動電機托起按鈕，自動升降系統對陀螺儀靈敏部實行托起動作，DSP通過ICh管腳發 送給電機驅動器方向控制引腳置低電平，電機控制靈敏部托起，控制區判定值為LAM，兩個 脈沖方向信號為CCW和CW，如圖3所示。此時DSP向電機驅動器發出頻率為300Hz的脈沖， 脈沖個數依然不超過3300個直到接收到光電開關反饋信號時，停止發送脈沖信號本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種控制陀螺經緯儀靈敏部自動升降的方法，其特征在于，使ＤＳＰ發出脈沖與方向信號給電機驅動器，使驅動器控制電機的運行，使直線電機的往復運動控制陀螺靈敏部的升降，同時以電機運行速度影響陀螺經緯儀靈敏部尋北時擺幅的大小。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：林玉池，夏桂鎖，林明春，黃銀國，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]