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自動調(diào)平系統(tǒng)是高精度工作平臺的重要組成部分。其主要功能是:自動、快捷地調(diào)節(jié)工作平臺的水平,縮短調(diào)平工作時間,提高設(shè)備的快速反應(yīng)能力。目前,調(diào)平系統(tǒng)是多種多樣的,在許多行業(yè)得到應(yīng)用。
調(diào)平系統(tǒng)的發(fā)展

從支撐方式上看,早期調(diào)平系統(tǒng)的支撐方式是三點(diǎn)支撐,隨后出現(xiàn)了四點(diǎn)支撐,后來出現(xiàn)了六點(diǎn)支撐甚至八點(diǎn)支撐等。從驅(qū)動方式上看,最早的調(diào)平系統(tǒng)是依靠人工驅(qū)動的,后來依靠液壓系統(tǒng)驅(qū)動,目前大部分采用機(jī)電驅(qū)動。從操作方式上看,早期調(diào)平系統(tǒng)是手動操作,采用液壓驅(qū)動之后出現(xiàn)了半自動操作,隨后過渡到自動操作。
早期的調(diào)平系統(tǒng)大部分采用三點(diǎn)支撐、手動調(diào)平。調(diào)平主要依靠人工完成,通常需要一個操作員觀察水準(zhǔn)儀的水泡位置同時進(jìn)行指揮,另一部分操作人員通過手搖機(jī)構(gòu)使支腿上升或下降來使其達(dá)到水平,這種方法調(diào)節(jié)時間長,調(diào)平精度差,操作難度大。
20世紀(jì)80年代,多點(diǎn)調(diào)平系統(tǒng)開始由手動調(diào)平系統(tǒng)向自動調(diào)平系統(tǒng)過度,支撐方式也出現(xiàn)了四點(diǎn)支撐、六點(diǎn)支撐等方式。以液壓系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓式自動調(diào)平系統(tǒng)的出現(xiàn)早于以伺服系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)電式自動調(diào)平系統(tǒng)。液壓式調(diào)平系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn):液壓傳動動力特性優(yōu)秀,應(yīng)用于調(diào)平系統(tǒng)可以使系統(tǒng)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊;液壓系統(tǒng)動態(tài)性能良好,響應(yīng)頻率高,可以獲得極大的加速度;液壓傳動是直線傳動,其運(yùn)動方向與支腿運(yùn)動方向相同,定位精度高;液壓系統(tǒng)剛度大,在有大的后坐力或沖擊震動情況下表現(xiàn)優(yōu)秀。因此,大噸位調(diào)平系統(tǒng)一般采用液壓式。

但是液壓系統(tǒng)的缺點(diǎn)也非常明顯。首先,液壓系統(tǒng)通過液壓油進(jìn)行動力傳遞,很難避免泄漏。液壓油的泄漏和液壓油體積的熱脹冷縮使液壓傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比。其次,液壓系統(tǒng)對溫度的變化比較敏感,不宜在低溫及高溫條件下工作。最后,使用不方便,維護(hù)困難。這些缺點(diǎn)限制了液壓調(diào)平系統(tǒng)的應(yīng)用。
近年來,現(xiàn)代控制理論、伺服控制技術(shù)和傳感器技術(shù)獲得了迅猛發(fā)展,為調(diào)平系統(tǒng)提高調(diào)平精度,縮短調(diào)平時間提供了可能,許多新器件、新算法得到了應(yīng)用,使調(diào)平系統(tǒng)性能提高,應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
調(diào)平系統(tǒng)的趨勢

如今,調(diào)平系統(tǒng)在許多行業(yè)得到應(yīng)用,調(diào)平技術(shù)相對成熟,但隨著社會的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步,對調(diào)平系統(tǒng)性能要求也相應(yīng)提高,今后的自動調(diào)平系統(tǒng)將向以下幾個方向發(fā)展。
1.高精度
調(diào)平系統(tǒng)的精度主要取決于傾角傳感器的精度。近年來,基于3D-MEMS技術(shù)的新型傾角傳感器出現(xiàn),其在全溫區(qū)都能表現(xiàn)出良好的可靠性,超凡的穩(wěn)定性及史無前例的高精度,且具有顯著的負(fù)載能力和非常好的沖擊耐久性。目前高精度傾角傳感器的分辨率已達(dá)到0.001度。
2.高穩(wěn)定性
穩(wěn)定性是指調(diào)平系統(tǒng)的精度保持能力,為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,工作平臺應(yīng)具有更高的穩(wěn)定性,液壓式調(diào)平系統(tǒng)由于自身的局限,很多時候不能滿足對調(diào)平系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求,應(yīng)用新技術(shù)的機(jī)電式調(diào)平系統(tǒng)使調(diào)平系統(tǒng)穩(wěn)定性獲得極大提高。
3.速度更快
調(diào)平系統(tǒng)的速度主要由兩方面因素決定,一是傾角傳感器的數(shù)據(jù)輸出速率,二是驅(qū)動系統(tǒng)的反應(yīng)速度。隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,傾角傳感器數(shù)據(jù)輸出速率顯著提高。目前,世界上先進(jìn)的傾角傳感器數(shù)據(jù)輸出速率達(dá)到了200次/s。驅(qū)動系統(tǒng)采用新型伺服控制系統(tǒng),應(yīng)用了現(xiàn)代控制算法,動態(tài)性能顯著提高,反應(yīng)速度更快。這些都大大縮短了調(diào)平時間,使調(diào)平系統(tǒng)的調(diào)平速度更快。
4.操作性更強(qiáng)
目前,新設(shè)計的調(diào)平系統(tǒng)中大部分都有人機(jī)交互界面,人機(jī)交互界面要友好、操作性強(qiáng)。要能實(shí)時顯示系統(tǒng)的狀態(tài)和各種參數(shù),并能對系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,通過界面能夠?qū)崿F(xiàn)各種操作,可以對調(diào)平系統(tǒng)出現(xiàn)故障進(jìn)行指示,有利于提高系統(tǒng)的維修性。這些都將使調(diào)平系統(tǒng)的操作性更強(qiáng)。