一種極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)格纏繞技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微波輻射計(jì)是一種被動(dòng)接收物體輻射信號(hào)的微波遙感器，在大氣水汽探測(cè)、海洋風(fēng)場(chǎng)探測(cè)、陸地資源探測(cè)、軍事偵測(cè)以及日常生活中正發(fā)揮著重要的作用。微波輻射計(jì)首先需要測(cè)量目標(biāo)微波輻射的垂直極化輻射亮溫Tv和水平極化輻射亮溫Th這兩個(gè)參數(shù)，然后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)反演。為了得到垂直和水平極化輻射亮溫，不得不運(yùn)用極化器對(duì)目標(biāo)微波輻射進(jìn)行極化分離。在我國(guó)“高分一號(hào)”衛(wèi)星、FY-3號(hào)“微波濕度計(jì)”及國(guó)家空間中心微波遙感部研制的“全極化微波輻射計(jì)定標(biāo)源”等都運(yùn)用了一種低損耗的極化器一一極化線柵，它在微波毫米波波段應(yīng)用尤其廣泛。
[0003]目前，我國(guó)使用的極化線柵大多數(shù)為進(jìn)口極化線柵，價(jià)格昂貴；而國(guó)內(nèi)加工線柵的方法主要以人工纏繞為主，精度較低，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外的纏繞機(jī)主要應(yīng)用在紡織排線、電子元器件、線切割等，控制變量較為單一，且精度相對(duì)較低。因此，研制一臺(tái)極化線柵的自動(dòng)化纏繞加工裝置顯得極為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的極化線柵纏繞裝置精度較低的缺陷，從而提供一種精度較高的極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置，包括:基準(zhǔn)平臺(tái)1、左支撐座201、右支撐座202、支撐平臺(tái)203、驅(qū)動(dòng)單元3、線柵纏繞單元4、放線單元5、直線運(yùn)動(dòng)單元6、人機(jī)接口 7以及控制單元；其中，
[0006]所述左支撐座201和右支撐座202分別安裝在基準(zhǔn)平臺(tái)I上，且這兩個(gè)支撐座上的支撐孔同軸；所述線柵纏繞單元4的旋轉(zhuǎn)中心軸安裝在所述左支撐座201、右支撐座202的支撐孔內(nèi)，并在所述驅(qū)動(dòng)單元3的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；所述直線運(yùn)動(dòng)單元6固定于所述基準(zhǔn)平臺(tái)I上，并與所述線柵纏繞單元4的旋轉(zhuǎn)中心軸平行；所述支撐平臺(tái)203安裝在所述直線運(yùn)動(dòng)單元6上，所述放線單元5安裝在所述支撐平臺(tái)203上，所述支撐平臺(tái)203能在所述直線運(yùn)動(dòng)單元6上作直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述放線單元5作直線運(yùn)動(dòng)；所述人機(jī)接口 7用于向用戶提供人機(jī)交互的接口 ；所述控制單元用于對(duì)所述直線運(yùn)動(dòng)單元6、所述驅(qū)動(dòng)單元3以及放線單元5的控制。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述驅(qū)動(dòng)單元3包括電機(jī)301與減速機(jī)302 ;所述電機(jī)301通過所述減速機(jī)302驅(qū)動(dòng)所述線柵纏繞單元4繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述放線單元5包括放線器503、張力傳感器502和排線立柱501 ;所述放線器503、張力傳感器502和排線立柱501在安裝時(shí)，所述排線立柱501的夾縫、張力傳感器502的導(dǎo)輪、放線器503的滑輪和沿鉬絲走線的方向在同一平面內(nèi)三者共線；其中，所述張力傳感器502對(duì)鉬絲的張力進(jìn)行檢測(cè)，所述放線器503用于調(diào)節(jié)鉬絲張力大小和控制鉬絲張力恒定，所述排線立柱501用于防止纏繞過程中鉬絲在水平方向的跳動(dòng)。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述控制單元包括:放線張力控制子單元、驅(qū)動(dòng)單元速度控制子單元和直線運(yùn)動(dòng)單元速度控制子單元；其中，
[0010]所述放線張力控制子單元采用一 PLC實(shí)現(xiàn)，其與張力傳感器502連接；張力傳感器502將檢測(cè)得到的關(guān)于張力大小的信號(hào)反饋給放線張力控制子單元后，該子單元將反饋信號(hào)與理想張力進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果改變放線器503的電磁力矩；所述驅(qū)動(dòng)單元速度控制子單元包括第一光柵編碼器與第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該子單元與所述驅(qū)動(dòng)單元3連接，所述第一光柵編碼器監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)單元3中的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而保證驅(qū)動(dòng)速度的恒定；所述直線運(yùn)動(dòng)單元速度控制子單元包括第二光柵編碼器與第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，該子單元與所述直線運(yùn)動(dòng)單元6中的電機(jī)連接，所述第二光柵編碼器監(jiān)測(cè)直線運(yùn)動(dòng)單元6中的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而保證直線運(yùn)動(dòng)速度的恒定。
[0011]上述技術(shù)方案中，在所述控制單元的控制下，線柵纏繞單元4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)單元6的直線運(yùn)動(dòng)具有恒定的速度比。
[0012]上述技術(shù)方案中，所述控制單元設(shè)定所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與所述直線運(yùn)動(dòng)的速度比，以實(shí)現(xiàn)繞線間距的控制。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述線柵纏繞單元4的正反兩面分別固定了一個(gè)繞線拍8。
[0014]上述技術(shù)方案中，所述線柵纏繞單元4的正反面繞線框相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心傾斜一個(gè)螺旋角。
[0015]本發(fā)明還提供了基于極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置所實(shí)現(xiàn)的極化線柵自動(dòng)化纏繞方法，包括:
[0016]線柵在纏繞加工之前，將鉬絲依次穿過放線器503、張力傳感器502、排線立柱501，然后將鉬絲的端點(diǎn)固定在線柵纏繞單元4的最左端，線柵纏繞單元4在所述驅(qū)動(dòng)單元3中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)下做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)單元6帶動(dòng)放線器503、張力傳感器502、排線立柱501做直線運(yùn)動(dòng)，所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)兩者具有恒定的速度比后實(shí)現(xiàn)鉬絲的螺旋纏繞。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018]1、本發(fā)明的極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置能夠?qū)崿F(xiàn)極化線柵的自動(dòng)纏繞，有效節(jié)省人力成本的支出。
[0019]2、本發(fā)明的極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置相比于人工纏繞具有較高的纏繞精度。
[0020]3、本發(fā)明的極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置可一次成型兩個(gè)極化線柵框，具有高效加工能力。
【附圖說明】
[0021]圖1是極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置的整體裝配圖；
[0022]圖2是極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置的線柵旋轉(zhuǎn)單元三維結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3是極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置的放線及張力控制單元三維結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖4是極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置的觸控屏人機(jī)界面；
[0025]圖5是極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置的控制原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0027]參考圖1，本發(fā)明的極化線柵自動(dòng)化纏繞裝置包括:基準(zhǔn)平臺(tái)1、左支撐座201、右支撐座202、支撐平臺(tái)203、驅(qū)動(dòng)單元3、線柵纏繞單元4、放線單元5、直線運(yùn)動(dòng)單元6、人機(jī)接口 7以及控制單元(未在圖1中示出)；其中，所述左支撐座201和右支撐座202分別安裝在基準(zhǔn)平臺(tái)I上，且這兩個(gè)支撐座上的支撐孔同軸；所述線柵纏繞單元4的旋轉(zhuǎn)中心軸安裝在所述左支撐座201、右支撐座202的支撐孔內(nèi)，并在所述驅(qū)動(dòng)單元3的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；所述直線運(yùn)動(dòng)單元6固定于所述基準(zhǔn)平臺(tái)I上，并與所述線柵纏繞單元4的旋轉(zhuǎn)中心軸平行；所述支撐平臺(tái)203安裝在所述直線運(yùn)動(dòng)單元6上，所述放線單元5安裝在所述支撐平臺(tái)203上，所述支撐平臺(tái)203能在所述直線運(yùn)動(dòng)單元6上作直線運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)所述放線單元5作直線運(yùn)動(dòng)；所述人機(jī)接口 7用于向用戶提供人機(jī)交互的接口。
[0028]下面對(duì)該裝置中的各個(gè)部件做進(jìn)一步的描述。
[0029]參考圖2，所述驅(qū)動(dòng)單元3包括電機(jī)301與減速機(jī)302 ;所述電機(jī)301通過減速機(jī)302驅(qū)動(dòng)線柵纏繞單元4繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0030]作為一種優(yōu)選實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，在本實(shí)施例中，線柵纏繞單元4的正反兩面分別固定了一個(gè)繞線拍8，因此線柵纏繞單元4旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)可一次成型兩個(gè)極化線柵，具有高效加工能力。正反面繞線框相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心傾斜一個(gè)螺旋角，以保證鉬絲方向和極化線柵框上下邊框垂直。
[0031]參考圖3，所述放線單元5包括放線器503、張力傳感器502和排線立柱501 ;為了提高鉬絲走線時(shí)的平穩(wěn)度，減少鉬絲跳動(dòng)，所述放線器503、張力傳感器502和排線立柱501在安裝時(shí)應(yīng)保證三者與鉬絲的接觸部分(即排線立柱501的夾縫、張力傳感器502的導(dǎo)輪、放線器503的滑輪)和沿鉬絲走線的方向在同一平面內(nèi)三者共線；其中，張力傳感器502對(duì)鉬絲的張力進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)得到的關(guān)于張力大小的信號(hào)反饋給所述控制單元，由所述控制單元比較鉬絲的現(xiàn)實(shí)張力與理想張力，進(jìn)而通過放線器503來調(diào)節(jié)鉬絲張力大小和控制鉬絲張力恒定；排線立柱501可以防止纏繞過程中鉬絲在水平方向的跳動(dòng)。
[0032]所述直線運(yùn)動(dòng)單元6可采用市場(chǎng)上已有的電動(dòng)滑臺(tái)產(chǎn)品，該單元包括電機(jī)、導(dǎo)軌與絲杠，電機(jī)帶動(dòng)絲杠滾動(dòng)，絲杠帶動(dòng)支撐平臺(tái)203在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。
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