3)控制系统是自动调平系统的核心组成部分,常见的有计算机控制和可编程控制器两种形式。由于平台上不便放置计算机,而PLC具有高的可靠性和接口简易性,在这里本文选用PLC作为控制器,通过软件编程控制调平机构动作,实现平台的自动调平。
调平系统要解决的4个问题:
① 支撑方案
目前调平系统的支撑方案有几种,三点支撑、四点支撑、六点支撑等。三点支撑调平相对容易,缺点是抗承载能力差,必须增大支撑跨距以提高倾覆能力;四点、六点调平支撑可靠性强,抗倾覆能力强,但是存在静不定问题,容易产生“虚腿”,静不定次数越高,系统越复杂。从可靠性和成本上来考虑,本系统采用了四点支撑调平法。
② 动力驱动方案
考虑到风载方向不确定性,本系统的支撑跨距设计为10m x 2.5m,最大承载能力为10t。动力驱动有伺服电机和液压驱动两种方式,伺服电机驱动一般需要加减速器,,同样的承载能下机构的尺寸大雨液压系统机构尺寸,一般用于单腿承载能力为7t以下的调平系统,低温环境下(-40℃)系统成本会出现成倍增加的趋势。而液压系统具有驱动力大、工作平稳、反应快、体积小、结构紧凑、控制方便等优点。所以本系统采用了液压缸作为动力驱动元件实现平台的调平。
③ 虚腿问题
4点和多点支撑调平面临的主要问题是虚腿现象,即有一个支腿不受力或是悬空。这种现象会对这整个设备运行的安全性和稳定性造成巨大的隐患。当平台的负载均匀时,4个支撑点的受力应该均匀。目前的调平方式为了避免虚腿问题,采用的是向最高支撑靠拢的方法。这个方法在后面会有详解。
④ 调平后的锁紧问题
系统调平后,液压缸停止工作时需要被锁定,即在外负载作用下无位移。对要求高的系统,传统的方法是设计锁紧回路,但是执行元件的内泄漏是无法解决的。对于要求高的系统,如导弹发射车、雷达天线车以及其他战备系统,则是需要设计特殊具有机械锁定装置的液压缸。
为了进行有效地锁紧,比较好的做法是液压锁紧回路和机械锁定装置两个一起用,下面介绍几种常用的机械锁定装置:
1)刹片式锁紧装置
在液压缸的端盖上有一制动刹片,它在碟形弹簧的作用下被紧紧压在活塞杆上,依靠摩擦力抵消轴向负载力,从而使活塞杆锁紧在任意位置上,当解锁压力油进入液压腔,在液压力作用下,将制动刹片顶起,使之脱离活塞杆,达到解锁的目的。当油压卸去后,又能自动锁紧。
2)内涨式锁紧缸
活塞和缸体之间采用过盈配合产生巨大锁紧力,当工作时,解锁高压油从解锁油口,经导管内孔,最终达到活塞与缸体之间,使缸体膨胀,实现解锁。
3)套筒式锁紧装置
液压缸的前端盖上带个锁紧套筒,它与活塞杆过盈配合,且此套筒用一定的弹性材料制成,因此可使活塞杆紧锁在任意位置。当解锁高压油进入套筒后,在压力油作用下,径向膨胀产生间隙,使活塞移动。
针对上述几种方案,我们选定刹片式锁紧装置,这种装置安装简单,具有很强可操作性。
2.2 调平系统基本方案
目前在车体水平调节系统中,主要使用液压驱动和机电驱动进行调平。在选择方案时不仅要考虑对调平时间的要求,还必须注意平台的稳定性。
这两种调平方法,使用电液控制的调平方案是使用最多的一种,其主要原因是电液控制的调平系统具有工作平稳、体积小、驱动力大、反应快、结构紧凑以及控制方便等优点。如果一个机电系统能够驱动14~24kg在和,那么相同体积的电液控制系统则可以驱动100~140kg的在和,源Z自L优尔:文,论/文]网[www.youerw.com,而且还有与机电系统相当的精度和响应速度。电液驱动机构可得到很大的速度范围,其低速性能比电动机好;电液系统定位刚度较大,位置误差小;液压缸是直线位移驱动机构,其运动与支腿要求的运动相吻合,能够获得较高的控制性能。 机动式平台调平电液控制系统设计+CAD图纸+电路图(4):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_51511.html