[发明专利]多级液压天线举升机构运动平稳性检测装置及其检测方法

权利要求书

1.多级液压天线举升机构运动平稳性检测装置，所适用的多级液压天线举升机构包括基座(1)、举升油缸(2)、天线负载(3)、第一转轴(5)、第二转轴(6)、第三转轴(7)；其中，基座(1)固定在安装平台上；基座(1)与举升油缸(2)的一端通过第二转轴(6)活动连接；举升油缸(2)的另一端与天线负载(3)通过第三转轴(7)活动连接；天线负载(3)与基座(1)通过第一转轴(5)活动连接；通过举升油缸(2)伸缩运行带动天线负载(3)围绕第一转轴(5)举升或下降运动；其特征在于：设有一个检测模块；

所述检测模块由检测装置和电脑组成，其中检测装置安装在基座(1)与天线负载(3)之间；

所述的检测装置由第一连杆(203)、第二连杆(205)，第四转轴(204)、第五转轴(207)、编码器安装支架(202)、安装板(206)、绝对式编码器(201)组成；其中，

第二连杆(205)的一端与第五转轴(207)活动连接；第二连杆(205)的另一端通过第四转轴(204)与第一连杆(203)的一端相连接；第一连杆(203)的另一端与绝对式编码器(201)的转动轴连接；绝对式编码器(201)固定在编码器安装支架(202)上；第五转轴(207)固定在安装板(206)上；安装板(206)固定在天线负载(3)上，编码器安装支架(202)固定在天线基座(1)上；

绝对式编码器(201)的输出信号为多级液压天线举升机构的实际运动脉冲数值；

绝对式编码器(201)输出数值由绝对式编码器(201)的转轴的机械位置所决定，绝对式编码器(201)的转轴的每个机械位置是唯一性，在转动中测量光电码盘各道刻线以获取其唯一的编码，通过同步串行输出原理输出编码器转轴位置脉冲；

检测装置负责检测多级液压天线举升机构的实际运动脉冲数值，并传递至与之相连的电脑中；由电脑将接受到的多级液压天线举升机构的实际运动脉冲数值，拟合得到多级液压天线举升机构的实际运动曲线；

由人工输入的方式向电脑输入多级液压天线举升机构的初始化参数；由电脑根据多级液压天线举升机构的初始化参数，拟合得到多级液压天线举升机构的理论运动曲线；

多级液压天线举升机构的初始化参数共有7个，分别为：第一转轴(5)与第五转轴(207)中心距L1，第五转轴(207)与第四转轴(204)中心距L2，第四转轴(204)与绝对式编码器(201)转轴中心距L3，绝对式编码器(201)转轴与第一转轴(5)中心距L4，机构处于起点S1时第四转轴(204)与第五转轴(207)中心距L5，绝对式编码器(201)转轴与第一转轴(5)在水平方向上的垂直距离L6，机构处于终点S2时天线负载(3)与水平面的夹角θ2，该夹角θ2简为天线仰角θ2；

多级液压天线举升机构运动平稳性检测装置的检测操作步骤如下：

步骤1、将检测装置安装在多级液压天线举升机构上，并记录安装后的初始化参数，将检测装置与电脑相连接；将检测装置、电脑分别初始化，并建立两者间通讯连接；

步骤2、人工将安装后的初始化参数值输入至电脑；

步骤3、由检测装置按采样周期T获取多级液压天线举升机构的运动脉冲数值及从起点S1运动至终点S2的采集时间t，并输入至电脑；

步骤4、由电脑根据接收到的天线举升机构的采样时间点及对应的运动脉冲数值，电脑进行3个数据处理模块的运算，包括：数据采集模块(601)、机构运动模型模块(604)和数据对比分析模块(603)；

数据采集模块(601)在天线负载(3)从起点S1实际运动至终点S2过程中，以采样周期T读取绝对式编码器(201)的反馈脉冲数值，运动过程的总时间记为采样时间t；以运动起点S1为原点建立oxy坐标系，其中横坐标为采样时间、纵坐标为读取的脉冲数值，拟合出天线举升机构实际运动曲线；其中，起点S1是指天线负载(3)运动起始时的状态，终点S2是指举升天线负载(3)运动终止时的状态；

机构运动模型模块(604)在采样时间t内天线负载(3)匀速举升过程中，根据公式1得到绝对式编码器脉冲值的变化，并拟合出天线举升机构理论运动曲线，A为运算替代值，运算替代值A由公式2得到；公式2中各参数含义为：θ₁为天线负载(3)处于起点S1时中心距L1与水平面夹角，天线负载(3)处于起点S1时中心距L1与水平面夹角θ₁由公式3获得，θ₂为天线负载(3)处于终点S2时的天线仰角、t为采样时间、t₁为在区间[0，t]范围内以采样周期T累加的变化时间；

步骤5、由电脑对实际运动曲线和理论运动曲线进行分段，计算残差平方和进而得出拟合度指标R

数据对比分析模块(603)依据拟合的天线举升机构实际运动曲线和理论运动曲线，建立OTS坐标系；根据在同一采集时间t内，平均n等分分段实际运动曲线和理论运动曲线，n≥6，先得出残差平方和和再依据公式4得出拟合度指标R；根据拟合度指标R识别多级液压天线举升机构运动平稳性差异，公式中S_i、S′_i分别为第i等分段实际运动曲线和理论运动曲线的脉冲值；

步骤6、根据拟合度指标值R识别出多级液压天线举升机构运动是否平稳

得出两条曲线的拟合度指标R，从而识别出多级液压天线举升机构运动平稳性差异，公式中S_i、S′_i分别为第i等分段实际运动曲线和理论运动曲线的脉冲值；

当拟合度指标R在(0.95，1]范围内，则判定为合格，表明多级液压天线举升机构运动平稳性符合要求；

当拟合度指标R在(0.95，1]范围之外，则判定为不合格；

由此，根据输出的脉冲差值S_i-S′_i，定性判断多级液压天线举升机构哪些运动阶段需要速度调整；

将多级液压天线举升机构的实际运动曲线与多级液压天线举升机构的理论运动曲线作比较，找出多级液压天线举升机构在运动中平稳性差异区域，并输出。