本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置。

背景技術(shù)：

機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)是為試驗(yàn)設(shè)備提供模擬的不同頻率振動(dòng)環(huán)境，以測(cè)量分析設(shè)備在振動(dòng)情況下?tīng)顟B(tài)數(shù)據(jù)。大型振動(dòng)臺(tái)是由主動(dòng)、被動(dòng)兩套振動(dòng)臺(tái)組成，這兩套振動(dòng)臺(tái)按照指令協(xié)調(diào)一致地動(dòng)作，形成不同的振動(dòng)模式。一旦主動(dòng)、被動(dòng)兩套振動(dòng)臺(tái)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)臺(tái)上設(shè)備一定程度的損害甚至是嚴(yán)重的硬破壞。在這種情況下，需要對(duì)振動(dòng)平臺(tái)的進(jìn)行緊急的安全防護(hù)控制，對(duì)振動(dòng)平臺(tái)的故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)故障通知能迅速響應(yīng)，按照一定的時(shí)序關(guān)系對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)和主、被動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)快速地發(fā)出不同機(jī)制的剎車控制命令，從而確保平臺(tái)上設(shè)備的安全。因此，大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)系統(tǒng)是必要。

針對(duì)不同的振動(dòng)模式，在不同的振動(dòng)頻率下，大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)地檢測(cè)到主、被動(dòng)振動(dòng)平臺(tái)發(fā)出的不同的安全防護(hù)的請(qǐng)求信號(hào)，自動(dòng)地發(fā)出不同模式的緊急制動(dòng)信號(hào)(以下稱剎車信號(hào))序列。常用的大型振動(dòng)臺(tái)安全的系統(tǒng)是在緊急情況下進(jìn)行人工或自動(dòng)地急停，由于慣性的作用，很容易對(duì)振動(dòng)臺(tái)上的設(shè)備造成一定的損壞。大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行自動(dòng)辨別，根據(jù)不同的剎車請(qǐng)求源來(lái)判斷，自動(dòng)地生成不同模式的剎車序列，要求振動(dòng)臺(tái)或主、被動(dòng)系統(tǒng)逐步剎車或快速剎車，最大限度地避免振動(dòng)臺(tái)上的設(shè)備受損。

因此,需要提供一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置，以解決振動(dòng)模擬臺(tái)運(yùn)行中對(duì)四個(gè)分系統(tǒng)做出實(shí)時(shí)的故障監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)故障的處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置，具有高可靠性和實(shí)時(shí)性(優(yōu)于1ms)，尤其在軍事上適用于安全性和實(shí)時(shí)行要求較高的大型武器裝備的安全防護(hù)控制。

一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置,所述安全防護(hù)控制裝置包括信號(hào)處理器和狀態(tài)監(jiān)測(cè)器；

所述信號(hào)處理器包括接口轉(zhuǎn)換插座以及和所述接口轉(zhuǎn)換插座分別連接的電壓轉(zhuǎn)換模擬電路、邏輯門判斷模擬電路、觸發(fā)鎖存模擬電路和電壓轉(zhuǎn)換放大模擬電路；

所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)器包括依次連接的A/D板卡、PCI總線和計(jì)算機(jī)；

所述A/D板卡與所述接口轉(zhuǎn)換插座和外部設(shè)備和系統(tǒng)連接，所述外部設(shè)備和系統(tǒng)與所述接口轉(zhuǎn)換插座相連接。

優(yōu)選地，所述信號(hào)處理器響應(yīng)時(shí)間小于1ms。

優(yōu)選地，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)器以聲、光的方式進(jìn)行故障告警。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，硬件電路實(shí)現(xiàn)剎車時(shí)序，擺脫了對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴；軟件實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了大型機(jī)載模擬平臺(tái)的安全防護(hù)控制，具有高可靠性和實(shí)時(shí)性(優(yōu)于1ms)，尤其在軍事上適用于安全性和實(shí)時(shí)行要求較高的大型武器裝備的安全防護(hù)控制。

附圖說(shuō)明

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描 述。

圖1是本實(shí)用新型大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置的結(jié)構(gòu)組成圖。

具體實(shí)施方式

為了清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本實(shí)用新型實(shí)施例的具體施行并不足限于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述如下，除詳細(xì)描述的這些實(shí)施例外，還可以具有其他實(shí)施方式。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型一種大型機(jī)載振動(dòng)模擬平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置由監(jiān)測(cè)軟件、硬件邏輯電路板組成，其中，硬件邏輯電路板和供電的直流電源封裝在一個(gè)3U的機(jī)箱內(nèi)。

本實(shí)用新型一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制裝置的結(jié)構(gòu)包括信號(hào)處理器1和狀態(tài)監(jiān)測(cè)器2。所述信號(hào)處理器包括接口轉(zhuǎn)換插座以及和所述接口轉(zhuǎn)換插座分別連接的電壓轉(zhuǎn)換模擬電路、邏輯門判斷模擬電路、觸發(fā)鎖存模擬電路和電壓轉(zhuǎn)換放大模擬電路；所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)器包括依次連接的A/D板卡、PCI總線和計(jì)算機(jī)；所述A/D板卡與所述接口轉(zhuǎn)換插座和外部設(shè)備和系統(tǒng)連接，所述外部設(shè)備和系統(tǒng)與所述接口轉(zhuǎn)換插座相連接，所述信號(hào)處理器響應(yīng)時(shí)間小于1ms，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)器以聲、光的方式進(jìn)行故障告警。

信號(hào)處理器1由信號(hào)輸入單元、邏輯處理單元、信號(hào)觸發(fā)單元、信號(hào)輸出單元四部分組成，所述安全防護(hù)控制裝置包括信號(hào)處理器和狀態(tài)監(jiān)測(cè)器；狀態(tài)監(jiān)測(cè)器2由信號(hào)采集處理單元和計(jì)算機(jī)兩部分組成，該安全防護(hù)系統(tǒng)的信號(hào)處理器1各個(gè)組成單元的作用如下：信號(hào)輸入單元用于接收輸入的故障通知信號(hào)(或停車請(qǐng)求信號(hào))；邏輯處理單元用于判斷識(shí)別信號(hào)的請(qǐng)求源類型，通過(guò)邏輯控制電路生成不同模式的剎車序列信號(hào)；信號(hào)觸 發(fā)單元用于輸入的故障信號(hào)的鎖存和輸出剎車信號(hào)的復(fù)位；信號(hào)輸出單元用于信號(hào)的電壓變換和信號(hào)的輸出；

該安全防護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)器2各個(gè)組成單元的作用如下：信號(hào)采集處理單元201用于接收經(jīng)過(guò)信號(hào)輸入單元101處理的輸入信號(hào)和輸出的剎車信號(hào)，并進(jìn)行模/數(shù)變換，通過(guò)自己開(kāi)發(fā)的軟件控制與計(jì)算機(jī)接口；計(jì)算機(jī)202用于運(yùn)行監(jiān)測(cè)軟件，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示和故障告警。

裝置工作時(shí)，首先，信號(hào)輸入單元負(fù)責(zé)接收振動(dòng)臺(tái)和主、被動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)的停車請(qǐng)求信號(hào)，停車請(qǐng)求信號(hào)可以時(shí)脈沖信號(hào)也可以是電平信號(hào)，信號(hào)輸入單元負(fù)責(zé)將故障通知信號(hào)(或停車請(qǐng)求信號(hào))進(jìn)行信號(hào)隔離和電壓轉(zhuǎn)換，并將處理后的信號(hào)送入邏輯處理單元；其次，邏輯處理單元由各種邏輯門組成，邏輯處理單元負(fù)責(zé)判斷識(shí)別信號(hào)的請(qǐng)求源，并根據(jù)請(qǐng)求源的不同，通過(guò)邏輯控制電路生成不同模式的剎車序列信號(hào)，并將剎車信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)觸發(fā)單元處理后進(jìn)行鎖存，并輸出到信號(hào)輸出單元，經(jīng)過(guò)信號(hào)輸出單元進(jìn)行信號(hào)的調(diào)理和電壓轉(zhuǎn)換最后將經(jīng)過(guò)處理后的剎車信號(hào)輸出給振動(dòng)系統(tǒng)或主、被動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)。

同時(shí)，在該裝置的工作過(guò)程中輸入到信號(hào)輸入單元的信號(hào)和信號(hào)輸出單元輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)輸入單元和信號(hào)輸出單元處理后，被輸入到狀態(tài)監(jiān)測(cè)器2的信號(hào)采集處理單元中，經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)變換，再送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)顯示和故障告警。

輸入到信號(hào)輸入單元的信號(hào)有故障通知信號(hào)(包括主動(dòng)振動(dòng)故障通知信號(hào)、被動(dòng)振動(dòng)故障通知信號(hào)、振動(dòng)臺(tái)設(shè)備故障通知信號(hào)、故障屏蔽信號(hào)和復(fù)位信號(hào))、手動(dòng)剎車信號(hào)(由外部手動(dòng)按鈕產(chǎn)生)和復(fù)位信號(hào)(計(jì)算機(jī)產(chǎn)生)。信號(hào)輸出單元輸出的信號(hào)包括振動(dòng)系統(tǒng)逐步剎車、振動(dòng)系統(tǒng)快速剎車、主動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)快速剎車、被動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)快速剎車。

從硬件組成上，所述信號(hào)處理器1包括接口轉(zhuǎn)換插座以及和所述接 口轉(zhuǎn)換插座分別連接的電壓轉(zhuǎn)換模擬電路、邏輯門判斷模擬電路、觸發(fā)鎖存模擬電路和電壓轉(zhuǎn)換放大模擬電路；所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)器2包括依次連接的A/D板卡、PCI總線和計(jì)算機(jī)；所述A/D板卡與所述接口轉(zhuǎn)換插座和外部設(shè)備和系統(tǒng)連接，所述外部設(shè)備和系統(tǒng)與所述接口轉(zhuǎn)換插座相連接。

本實(shí)用新型一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制系統(tǒng)的外部輸入信號(hào)有四種：外部設(shè)備和系統(tǒng)產(chǎn)生的故障通知信號(hào)、手動(dòng)剎車按鈕產(chǎn)生的手動(dòng)剎車信號(hào)、計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的故障屏蔽信號(hào)和復(fù)位信號(hào)，這四種輸入信號(hào)中除計(jì)算機(jī)通過(guò)I/O接口直接產(chǎn)生的故障屏蔽信號(hào)和復(fù)位信號(hào)為5伏外，為了保證信號(hào)的安全性和防止誤觸發(fā)，故障通知信號(hào)和手動(dòng)剎車信號(hào)均為雙12V直流互補(bǔ)信號(hào)，高阻輸入。通過(guò)接口轉(zhuǎn)換裝換插座輸入給該系統(tǒng)的電壓轉(zhuǎn)換、濾波模擬電路，使得輸入信號(hào)均轉(zhuǎn)換為TTL電平，輸入給后端的由各邏輯門組成的邏輯判斷模擬電路，對(duì)輸入源進(jìn)行歸類判斷，判斷需要產(chǎn)生的剎車信號(hào)是快剎還是逐步剎車，并把輸入的信號(hào)和產(chǎn)生的剎車時(shí)序信號(hào)輸出到觸發(fā)電路中，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行鎖存，并將輸出的剎車信號(hào)按照時(shí)序進(jìn)行邏輯組合，輸入給電壓轉(zhuǎn)換放大模擬電路中，將信號(hào)裝換放大為雙12V直流互補(bǔ)信號(hào)輸出給外部設(shè)備和系統(tǒng)，進(jìn)行快速剎車或逐步剎車。同時(shí)，信號(hào)通過(guò)A/D板卡送入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行外部系統(tǒng)和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。信號(hào)采集及監(jiān)測(cè)軟件在VC++6.0的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)上設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。

信號(hào)處理器處理外部系統(tǒng)輸入的各類故障通知或剎車請(qǐng)求信號(hào)，產(chǎn)生剎車時(shí)序信號(hào)，按照一定的時(shí)序和剎車機(jī)制，對(duì)外部設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行剎車控制；狀態(tài)監(jiān)測(cè)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)外部設(shè)備或系統(tǒng)輸入、輸出的狀態(tài)信號(hào)，并以聲、光的方式進(jìn)行故障告警；信號(hào)處理器，完全通過(guò)硬件邏輯模擬電路實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制，電信號(hào)遍歷該邏輯電路后傳給外部設(shè)備或系統(tǒng)所經(jīng)由的電子器件最多不足15個(gè)，而每個(gè)電子器件響應(yīng)傳輸延時(shí)最大不到40ns，信號(hào)處理器響應(yīng)時(shí)間小于1ms；狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，對(duì)輸入和輸出信號(hào)處理器的狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，由硬件采集板卡和運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的采集監(jiān)測(cè)程序 實(shí)現(xiàn)，對(duì)異常狀態(tài)實(shí)時(shí)地告警，計(jì)算機(jī)顯示器可直觀地顯示外部設(shè)備和系統(tǒng)以及信號(hào)處理器的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

信號(hào)處理器，可進(jìn)行自動(dòng)的識(shí)別判斷輸入信號(hào)類別，按照時(shí)序自動(dòng)地生成剎車信號(hào)；同時(shí)與手動(dòng)緊急剎車按鈕相連，可在緊急情況下進(jìn)行人工手動(dòng)剎車；狀態(tài)監(jiān)測(cè)器，將軟硬件分開(kāi)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，既保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性，又保證了狀態(tài)結(jié)果的直觀顯示

該安全防護(hù)系統(tǒng)還具備以下功能：復(fù)位和故障屏蔽功能。復(fù)位即是在該系統(tǒng)發(fā)出剎車信號(hào)后，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，使系統(tǒng)恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。故障屏蔽功能是為了保證振動(dòng)的連續(xù)性，使系統(tǒng)對(duì)非關(guān)鍵的被動(dòng)振動(dòng)故障信號(hào)進(jìn)行屏蔽，可以不響應(yīng)該類故障信號(hào)。

本實(shí)用新型的有益效果是，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，硬件電路實(shí)現(xiàn)剎車時(shí)序，擺脫了對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴；軟件實(shí)現(xiàn)各分系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了大型機(jī)載模擬平臺(tái)的安全防護(hù)控制，具有高可靠性和實(shí)時(shí)性(優(yōu)于1ms)。

本實(shí)用新型一種大型機(jī)載振動(dòng)平臺(tái)的安全防護(hù)控制系統(tǒng)是利用模擬器件構(gòu)成硬件邏輯控制電路，接收振動(dòng)系統(tǒng)和主、被動(dòng)致穩(wěn)系統(tǒng)或操作人員的停車請(qǐng)求信號(hào)，進(jìn)行停車時(shí)序判別，自動(dòng)生成剎車信號(hào)序列，輸出給振動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制完全由硬件組成，具有高可靠性，避免了當(dāng)有計(jì)算機(jī)參與控制時(shí)發(fā)生死機(jī)或其他意外情況時(shí)，無(wú)法給振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出剎車指令。同時(shí)，也通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)輸入和輸出的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)聲、光等手段在計(jì)算機(jī)軟件界面上及時(shí)地為操作員發(fā)出提示信息。對(duì)剎車系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性的要求較高。本文介紹的剎車系統(tǒng)是為了解決振動(dòng)模擬試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行中對(duì)四個(gè)分系統(tǒng)做出實(shí)時(shí)的故障監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)的故障處理

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或 者等同替換，這些未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。