[发明专利]控制陀螺经纬仪灵敏部自动升降的方法

说明书

技术领域

本发明属于属于陀螺经纬仪定位与定向技术领域，尤其涉及控制陀螺经纬仪灵敏部自动升降的方法。

背景技术

陀螺经纬仪可以在地理南北纬75°范围内的地面、矿井或隧道任意测点指示出真北方向，在工程施工测量、舰船制造、军事瞄准中具有广泛的应用。

陀螺经纬仪的定向过程一般包括粗定向(或粗寻北)和精定向(或精寻北)两步。在陀螺经纬仪粗定向过程中，大多数采用人工下放陀螺灵敏部的方法；精定向时，目前必须通过下放陀螺来定向。下放时，操作者转动陀螺锁紧手轮，同时观察目镜，使陀螺灵敏部缓慢下放，并进行限幅。若下放控制不当而引起光标晃动剧烈、运动过快或超出范围，均需要重新下放。所以人工下放陀螺对操作者的要求较高，在精定向时还会影响定向的精度和速度。在这种情况下，陀螺仪灵敏部的自动升降技术在寻北测量领域有着很高的实用价值。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种控制陀螺经纬仪灵敏部自动升降的方法，以实现自动完成陀螺灵敏部的下放与托起，减少人为因素对寻北测量的影响，提高陀螺经纬仪的响应速度、重复精度和自动化程度。本发明采用的技术方案是：使DSP发出脉冲与方向信号给电机驱动器，使驱动器控制电机的运行，使直线电机的往复运动控制陀螺灵敏部的升降，同时以电机运行速度影响陀螺经纬仪灵敏部寻北时摆幅的大小。

所说的控制陀螺灵敏部的升降，进一步包括下列步骤：

(1)、陀螺仪灵敏部下放过程

在陀螺寻北过程中，首先起动陀螺马达，起动指示灯亮，当陀螺马达达到额定转速时，指示灯灭再稍等一分钟开始下放陀螺，拨动自动升降系统开始旋钮至“开”位置，给整个自动升降系统通电，按动电机下放按钮，自动升降系统对陀螺仪灵敏部实行下放动作，DSP通过IO1管脚给电机驱动器方向控制引脚置高电平，电机控制灵敏部下放，自动升降系统在陀螺下放过程中采用变速控制，根据速度的需要，将下放过程中发送脉冲的频率划分为三个控制区：高频区、低频区和高频区，DSP在一次陀螺仪灵敏部下放过程中最多发送3300个脉冲给电机驱动器，电机运动距离由脉冲和光电开关反馈电路综合控制，电机运行到最下部时，就会触发光电开关由断开到连通状态，则光电开关反馈电路将产生一个阶跃信号发送给DSP，DSP通过IO3管脚接收反馈信号，DSP接收到光电开关反馈的信号时，停止发送脉冲信号，此时系统待机，陀螺仪灵敏部处于完全下放状态，等待操作人员按键控制系统下一步运行；

(2)、陀螺仪灵敏部托起过程

按动电机托起按钮，自动升降系统对陀螺仪灵敏部实行托起动作，DSP通过IO1管脚发送给电机驱动器方向控制引脚置低电平，电机控制灵敏部托起，此时DSP向电机驱动器发出频率为300Hz的脉冲，脉冲个数依然不超过3300个，直到接收到光电开关反馈信号时，停止发送脉冲信号，系统待机，等待按键，如果需要再次下放陀螺，可以按动下放按钮，否则可以拨动自动升降系统开始旋钮至“关”位置，系统断电。

所说的以电机运行速度影响陀螺经纬仪灵敏部寻北时摆幅的大小，是指DSP通过改变步进脉冲的频率，改变电机托起和下放过程中的速度，从而最优控制灵敏部的运行。

本发明具备以下效果：由于本发明采用了DSP、电机驱动器、直线电机结构实现陀螺的升降自动控制，因而本发明提高了陀螺经纬仪的响应速度、重复精度和自动化程度。

附图说明

图1为本发明所指的陀螺经纬仪结构示意图。

图中：1是陀螺仪，2是陀螺仪灵敏部，3是顶杆，4是连接盘，5是驱动装置及控制系统，6是经纬仪。

图2为实现本发明的控制系统结构框图。

图3为直线电机控制方式示意图。

图中：IO₀控制电机CLK(时钟)、IO₁控制Direction(方向)、IO₂控制Enable(使能)，IO₃接收光电开关反馈信号，IO0-IO3通过寄存器ASPCR和IOSR进行软件编程控制，ASPCR的低四位设置输入/输出(0为输入、1为输出)，IOSR低四位读/写IO数据。

图4为陀螺仪灵敏部下放过程中的频率变化示意图。

图5为光电开关电路示意图。

图6为电机控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。