[實用新型]一種機場跑道異物探測系統限位轉臺的尋零裝置

有效

• 申請號: 201520907942.8
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN205138525U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 蔣李;金爾文;龍柯宇;吳宏剛;黃忠濤;顏善;劉鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國民用航空總局第二研究所
• 主分類號: G01D11/30
• 分類號: G01D11/30;G01D11/16;G01V8/10
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 殷瑞劍

技術領域

本實用新型屬于民用航空的機場跑道異物(FOD)探測系統的限位轉臺控制 技術領域，特別是涉及一種機場跑道異物(FOD)探測系統限位轉臺在啟動時實 現高精度尋找機械零位的尋零裝置。

背景技術

隨著世界民用航空業的迅猛發展，民用客機數量大幅增加，機場航班的起降 越加更加頻繁，機場跑道異物(Foreignobjectdebris，FOD)導致的飛機損傷、 飛行事故及航班晚點事件發生頻率不斷上升，破壞程度不斷加大，對民用航空業 帶來了巨大的影響和損失。目前，國內外跑道監察工作主要是靠道面巡查人員完 成民航組織規定每天對道面進行四次步行檢查，在巡查跑道時將關閉跑道，這使 得航班通行能力大大降低。在雷達技術和計算機視覺目標識別技術日益發展的今 天，機場跑道異物監測系統正日益成為國內外大中型機場即時發現跑道入侵，保 障飛行器安全起降的重要裝備。

受限于民航飛行區的安全技術標準要求，FOD探測系統的設計結構是利用 限位轉臺配合遠距離成像設備在距離幾百米以外實現對跑道的異物探測功能。這 種條件下，為了保證轉臺所負責的跑道探測區域的檢測連續性，需要用到高精度 的限位轉臺，而對于依賴機械零位的原理實現高精度運行的限位轉臺來說，高精 度的零位尋位很大程度上決定了限位轉臺的運行精度。

目前市面上多數轉臺尋找機械零位時，都是采用基于光電開關作為參考點的 技術方案，例如中國專利公開號CN102183916A公開了一種有限轉角伺服轉臺 用位置尋零方法，該專利申請的背景技術部分記載了：將光電開關安裝在伺服轉 臺的預知角度位置，即已知參考點和機械零位之間的角度差為固定值θ，開機時， 伺服轉臺先向安裝有光電開關的方向轉動，當檢測到光電開關被觸發產生的TTL 電平信號時，控制伺服轉臺向相反的方向運動θ角度即到達轉臺的機械零位，并 將脈沖計數器清零。但是這種方法雖然簡單，但是一旦光電開關損壞，伺服轉臺 將無法找到機械零位，不能正常開機工作；針對上述技術問題，該專利申請提出 了一種有限轉角伺服轉臺用位置尋零方法，該方法在伺服轉臺的機械零位與正向 限位之間安裝了一個光電開關，并將光電開關位置和正向機械限位分別作為本方 法的第一參考點和輔助參考點，在伺服轉臺開機時，電機正向轉動，如果查詢到 光電開關控制的TTL電平信號或者監測到電機的電流值達到設置門限值，即可 控制電機反轉相應的已知角度，就能夠找到準確的機械零位。但是，該專利申請 的尋零方法卻沒有解決高精度尋零的技術問題。

中國專利公開號公開了CN103744350A公開了一種光電開關轉臺角度復位 裝置，其轉盤架的上端固定定位盤，定位盤上有定位塊，定位盤下的轉盤架通過 軸承固定轉盤，轉盤上固定光電開關擋片和限位柱，靠近光電開關擋片圓周軌跡 的轉盤架上固定光電開關，光電開關擋可以從光電開關的光電槽中穿過，穿過時 即可擋住光電開關，所述限位柱的位置是當光電開關擋擋住光電開關時限位柱正 好碰上定位盤的定位塊，定位塊對限位柱擋住定位。該專利申請解決的技術問題 是：以往所使用光電開關的轉臺角度復位方法，由于光電開關工作原理會帶來較 大的系統誤差，如要提高復位精度，控制程序非則會常復雜，需要設置多種判據 進行判斷，才能確定零位；而判據的復雜化不僅增大系統計算量，程序判據過多， 在控制程序的編寫過程中也容易出錯。其帶來的技術效果是：通過簡單判據進行 判斷即可確定零位，可簡化控制程序，并且能夠提高復位精度。該專利申請僅僅 是通過簡單判斷進行確定零位，雖然能提高復位精度，但該方法采用碰撞的方法 實現復位，長期運行時可能會導致轉臺傳動結構、電機等內部結構損傷，并且受 不同轉速發生碰撞的影響，其正常運行時確定零位的精度也遠遠達不到FOD系 統的限位轉臺的運行精度要求。

目前市面上的高分辨率的光電開關的光柱直徑通常在0.5～1mm，部分廠家 提供的最高可達0.1mm，但是價格昂貴。如果按照0.1mm光柱的進行計算，假 設電機轉軸的定位環的有效直徑約20cm，其限位片在光電開關的光柱不同位置 觸發時帶來的最大誤差仍可達到約0.0573度，這種誤差對于保證FOD系統實現 幾百米外的跑道異物探測連續性是不能容忍的，理論上如果加大定位環的直徑， 可以提高轉臺的尋零定位精度，但實際上由于轉臺的設計安裝尺寸，很難通過該 方式提高精度。

實用新型內容