- 基于光電跟蹤檢測調(diào)試儀的研制
- 檢測調(diào)試儀設(shè)計
- 采用方位鎖定機構(gòu)
- 對檢測調(diào)試儀硬件軟件的設(shè)計
首先介紹了光電跟蹤儀鎖定機構(gòu)檢測調(diào)試儀研制的必要性和緊迫性，接下來介紹了方位鎖定機構(gòu)的特點及主要功能是完成對設(shè)備方位鎖定機構(gòu)狀態(tài)的檢測，能夠在單板上實現(xiàn)對方位鎖定機構(gòu)加鎖、解鎖的控制，并能夠判斷鎖定機構(gòu)狀態(tài)，實現(xiàn)脫離整機單獨調(diào)試、排故，并以此制定出檢測調(diào)試儀的設(shè)計方案。對硬件和軟件設(shè)計部分作出詳盡介紹，最后對光電跟蹤儀鎖定機構(gòu)檢測調(diào)試儀的優(yōu)點作以總結(jié)：結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單，為工作提供極大便利。
檢測調(diào)試儀的主要功能是完成對設(shè)備方位鎖定機構(gòu)狀態(tài)的檢測，能夠在單板上實現(xiàn)對方位鎮(zhèn)定機構(gòu)加鎖、解鎖的控制，并能夠判斷鎖定機構(gòu)狀態(tài)，實現(xiàn)脫離整機單獨調(diào)試、排故。設(shè)計中采用89C52單片機作為處理器，實現(xiàn)對方位鎮(zhèn)定機構(gòu)的各項檢測。
1 某光電設(shè)備鎖定機構(gòu)簡介及檢測調(diào)試儀方案
1.1 方位鎖定機構(gòu)
鎖定機構(gòu)在現(xiàn)代機電產(chǎn)品中有著極其廣泛的應(yīng)用。常用的鎖定機構(gòu)有手動和自動兩大類。某光電跟蹤儀采用小功率直流電機驅(qū)動的鎖定機構(gòu)，配合一定的電氣回路和控制程序，該鎖定機構(gòu)可以在系統(tǒng)總電源通時自動松開，系統(tǒng)斷電時自動鎖定。該鎮(zhèn)定機構(gòu)的工作原理是：控制信號控制電機兩個方向轉(zhuǎn)動，推動凸輪對方位機構(gòu)進行加鎖或解鎖。
加鎖狀態(tài)下，計算機檢測光電開關(guān)輸出(上)信號，若為低電平，則輸出加鎖控制信號到電機，控制凸輪向上運動，擋片(圖1中虛線所示)隨凸輪運動逐漸擋住光電開關(guān)(上)發(fā)光部分，K1停止工作，光電開關(guān)輸出(上)變?yōu)楦唠娖剑醇渔i到位信號，控制計算機接收高電平并撤銷對電機的控制信號;解鎖狀態(tài)下，計算機檢測光電開關(guān)輸出(下)信號，若為低電平，則輸出解鎖控制信號到電機，控制凸輪向下運動，擋片隨凸輪運動逐漸擋住光電開關(guān)(下)發(fā)光部分，K2停止工作，光電開關(guān)輸出(下)變?yōu)楦唠娖剑唇怄i到位信號，控制計算機接收高電平并撤銷對電機的控制信號。
鎖定機構(gòu)工作，控制計算機和鎖定機構(gòu)之間要經(jīng)過多塊控制板，接口板等電路板以及20m長線傳輸進行通訊，尤其是經(jīng)過20 m長線后主機和方位機構(gòu)已經(jīng)不處于同一艙室，當故障發(fā)生時，故障定位難度可想而知。
本設(shè)計的主要工作是通過檢測裝置對方位鎖定機構(gòu)單獨供電，通過單片機89C52實現(xiàn)對光電開關(guān)輸出(上)、(下)信號的自主檢測，并控制電機雙向轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對方位鎖定機構(gòu)的各項功能檢測。檢測調(diào)試儀具體設(shè)計設(shè)計方案如下：1)處理器采用89C52單片機，實現(xiàn)自主采集方位鎖定機構(gòu)的狀態(tài)信號，如加解鎖到位信號等，并通過程序判斷機構(gòu)狀態(tài)，控制電機工作狀態(tài);2)由于程序執(zhí)行會有一些時延，為防止機構(gòu)加鎖到位或解鎖到位時由于單片機未能及時切斷控制信號而導致硬件損傷，故設(shè)計中要有硬件保護電路;3)設(shè)計中要保證電路有足夠驅(qū)動能力，采用SN54LS245作為驅(qū)動;4)檢測儀工裝中要有測試端口和各類指示燈，如電源，復位，加解鎖到位燈等，以及復位等按鈕;5)電源轉(zhuǎn)換模塊，實現(xiàn)28 V轉(zhuǎn)5 V，為單片機等供電;6)具有完備的檢測程序，能夠?qū)︽i定機構(gòu)進行完整檢測。
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2 檢測調(diào)試儀設(shè)計
2.1 硬件設(shè)計
如圖2所示，單片機通過讀取外來信號D0—D5，程序內(nèi)部判斷后對鎖定機構(gòu)進行加鎖或解鎖控制，控制信號通過SN54LS245驅(qū)動后，控制圖3中繼電器的吸合來控制電機工作。沒有加解鎖控制信號或到位信號輸入時，繼電器K1、K2、K3、K4都處于3、4和9、10導通狀態(tài);當信號控制時，繼電器K1、K2、K3、K4處于4、5和8、9導通狀態(tài)。
當信號D0-D5為10000時，單片機通過P10口對方位鎖定機構(gòu)發(fā)出加鎖命令，控制命令經(jīng)SN54LS245驅(qū)動后作用于R9和VQ1，VQ1導通后，繼電器K2的4、5導通，輸出+28 VLOCK信號控制電機進行加鎖。完全鎖定后，光電開關(guān)輸出(上)信號輸出高電平即圖3中STOP+，STOP+通過上拉電阻R16作用于R10和VQ2，VQ2導通后，繼電器K3的4、5和8、9導通，+28 V LOCK信號切斷，硬件上先停止加鎖控制，防止造成機構(gòu)硬件損傷。而K3的8、9導通后，F(xiàn)WH+輸出+5 V電平給單片機，單片機接收信號后，終止加鎖命令，VQ1截止，K3恢復常態(tài)。解鎖過程和加鎖過程類似，在此不作贅述。
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2. 2 軟件設(shè)計根據(jù)上述工作過程，軟件設(shè)計流程圖如下。
該檢測調(diào)試儀可以在系統(tǒng)斷電的狀態(tài)下，通過外部電源供電，很好地控制鎖定機構(gòu)的各個方向的運動，完成對鎖定機構(gòu)全方位的檢測，這大大方便了故障定位，減少了排故時對系統(tǒng)造成的損害。該裝置還可以作為調(diào)試工具，對鎖定機構(gòu)進行上整機之前的單獨調(diào)試，這對降低系統(tǒng)故障率有很大幫助。
該檢測調(diào)試儀未設(shè)計在線調(diào)試功能，故障監(jiān)測性差，下一步的改進中，將實現(xiàn)用串口通信實時檢測測試信號，這樣在整機調(diào)試中，可以在線監(jiān)測系統(tǒng)對鎖定機構(gòu)的控制信號。
4 總結(jié)
該檢測調(diào)試儀工裝具有以下特點：
結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶，只需用艦船配備28 V電源即可工作;電路結(jié)構(gòu)簡潔，可靠性好;操作簡單，單人即可完成，節(jié)省人力。
實驗證明，該鎖定機構(gòu)檢測調(diào)試儀能夠在跟蹤儀不加電狀況下，獨立完成對方位鎖定機構(gòu)的全方位檢測。這為今后的調(diào)試工作，以及設(shè)備的售后維護和維修工作提供了極大的便利，為高效率的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
