طراحی و ساخت انواع سرو مکانیزم و سکوهای موقعیت دهنده
معرفی سرو مکانیزم و سکوهای موقعیت دهنده
یکی از مهمترین اجزای ایستگاه‌های زمینی و متحرک، مجموعه مکانیزم‌های نگهدارنده و حرکت دهنده اجزای مخابراتی آنها می‌باشد. بسته به نوع حرکت و تعداد حرکت مورد نیاز، سکوها زیر سیستم‌های مختلفی را شامل می‌شوند. هر یک از این زیرسیستم های راننده، مجموعه‌ای از سازه‌های مکانیکی را به حرکت در می‌آورند. با توجه به اینکه سکو در یک فضای آزاد قرار می‌گیرد، علاوه بر غلبه مکانیزم بر وزن مجموعه و اصطکاک‌ها و نابالانسی‌های محتمل، باید بر نیروهای اعمالی باد و همچنین خوردگی ناشی از رطوبت و گرما نیز فائق آمد.
سازه مکانیکی و کنترلر مجموعه مخابراتی، مجموعه‌ای از سازه‌های مکانیکی و موتورهای الکتریکی است که جهت نگه داشتن و موقعیت‌دهی آن به کار گرفته می‌شوند. این سازه شامل نگهدارنده آنتن ها، مجموعه حرکتی و سازه‌ای محور Elevation (یا همان Tilt) و محور Azimuth (یا همان Pan) و پایه آن می‌باشد. در تصویر روبرو می توانید دیاگرام عملکردی را مشاهده نمایید.
انواع سکوهای موقعیت دهنده
در بسیاری موارد، برای موقعیت دهی انواع آنتن، دوربین و سایر سامانه ها از انواع سکوهای یک، دو یا سه درجه آزادی استفاده می شود. شرکت سروش سگال سازنده انواع پلتفرم های موقعیت دهنده (Positioner) دقیق و با کیفیت است که برای کارکرد در انواع شرایط محیطی سخت و خشن طراحی شده اند. این پلتفرم ها با طراحی منحصر به فرد و با بهره گیری از اسلیپ رینگ (بدون محدودیت حرکت در سمت)، قادر به موقعیت دهی انواع سامانه ها با جرم ها و هندسه های مختلف و همچنین در وضعیت های نصب گوناگون می باشند.
سیستم های سروو هیدرولیک
سیستم های سروو هیدرولیک به علت دقت بالا و نسبت پایین وزن به نیرو، کاربرد گسترده ای در شاخه های مختلف صنعت دارند. بهبود همزمان دقت و پاسخ زمانی از نیازهای روز افزون این سیستم ها می باشد. فرمان های سریع عملگر سروو هیدرولیک، باعث تحریک اجزای مکانیکی متصل به آن و ایجاد ارتعاشات نامطلوب می گردد. از راه حل های توصیه شده برای رفع این مشکل، استفاده از کنترلگر پیشرفته با در نظر گرفتن عدم قطعیت های فرکانس بالای سیستم می باشد.
مزایا و معایب سیستم های سروو هیدرولیک نسبت با سایر سیستم ها
سیستم های سروو هیدرولیک نسبت به سایر سیستم های مکانیکی و الکتریکی دارای مزیت های نسبی زیادی می باشند که مهترین آن ها نسبت پایین وزن به توان و دقت بالا بوده و معایب آن ها نیز هزینه نسبتا زیاد و رفتار غیر خطی شیر های هیدرولیکی است. با توجه به این مزایا، گستره کاری سیستم های سروو هیدرولیک به صورت روز افزونی در حال رشد بوده و بهبود همزمان سرعت و دقت این سیستم ها، از نیاز های صنایع مختلف می باشد.
موانع و مشکلات سروو هیدرولیک
یکی از مشکلات در زمینه افزایش سرعت و دقت کاری سیستم های سروو هیدرولیک، ارتعاشات تجهیزات مکانیکی متصل به عملگر می باشد. به عنوان مثال در بسیاری از روبات های دارای عملگرهای سروو هیدرولیک، حرکت سریع بازوها می تواند باعث تحریک فرکانس طبیعی بازو و ایجاد نوسانات نامطلوب و کاهش دقت گردد. بنابراین در نظر گرفتن انعطاف پذیری اجزای مکانیکی متصل به عملگر و تحلیل ارتعاشات آن ها اجتناب ناپذیر است.
گزینه افزایش صلبیت اجزای مکانیکی جهت افزایش فرکانس طبیعی سیستم مکانیکی و کاهش ارتعاشات، منجر به افزایش وزن و نیاز به عملگرهایی با توان بالاتر و در مجموع افزایش هزینه می گردد.
مشکل افزایش وزن در سیستم ها سروو مکانیزم
در صنایع پیشرفته مانند هوافضا محدودیت های زیادی در افزایش وزن وجود دارد. گزینه مناسب برای حل این مشکل، ارتقای سیستم کنترلی با هدف حداقل سازی ارتعاشات ناخواسته سیستم های مکانیکی متصل به عملگر سروو هیدرولیک و افزایش قابلیت ردیابی می باشد.
علاوه بر این بهینه سازی مسیر حرکت و جلوگیری از تغییرات ناگهانی سیگنال مرجع ورودی نیز می تواند به کاهش ارتعاشات کمک کند.
سیستم کنترل مکانیزم دو درجه آزادی
امروزه پلتفرم های دو درجه آزادی دارای کاربرد گسترده در تنوع عرصه های مختلف می باشند. از سکو (پلتفرم) دو درجه آزادی عمدتا به منظور استقرار و موقعیت دهی انواع آنتن های مخابراتی و دوربین های نظارتی با دقت ها و سرعت های مختلف استفاده می شود. این محصول برای تثبیت و موقعیت دهی انواع سایت های اپتیکی، آنتن های هدایت و کنترل، مخابرات کاربرد دارد.
مطالعات و سرمایه گذاری های انجام گرفته در این مجموعه بر روی انواع مکانیزم های دو درجه آزادی و همچنین سیستم های کنترلی، امکان طراحی و ساخت سکو (پلتفرم) موقعیت دهنده در دو محور (Pan, Tilt) وجود دارد. تجهیزات مذکور به دو صورت کنترل با استفاده از کنترل Servo و همچنین کنترل حلقه بسته با دقت های مختلف (با توجه به نوع کاربرد و نیاز مشتری) طراحی و ساخته می شود.
امروزه پلتفرم های دو درجه آزادی دارای کاربرد گسترده در تنوع عرصه های مختلف می باشند. از سکو (پلتفرم) دو درجه آزادی عمدتا به منظور استقرار و موقعیت دهی انواع آنتن های مخابراتی و دوربین های نظارتی با دقت ها و سرعت های مختلف استفاده می شود. این محصول برای تثبیت و موقعیت دهی انواع سایت های اپتیکی، آنتن های هدایت و کنترل، مخابرات، جنگال و یا حتی سامانه سلاح کاربرد دارد.
با مطالعات و سرمایه گذاری های انجام گرفته در این مجموعه بر روی انواع مکانیزم های دو درجه آزادی و همچنین سیستم های کنترلی، امکان طراحی و ساخت سکو (پلتفرم) موقعیت دهنده در دو محور (Pan, Tilt) وجود دارد. تجهیزات مذکور به دو صورت کنترل با استفاده از کنترل Servo و همچنین کنترل حلقه بسته با دقت های مختلف (با توجه به نوع کاربرد و نیاز مشتری) طراحی و ساخته می شود.
نقش و عملکرد سیستم کنترل مکانیزم دو درجه آزادی
وظیفه سیستم کنترل سروو مکانیزم دو درجه آزادی، کنترل دو محور حرکتی یک سامانه حرکتی است . در واقع سیستم کنترل با دریافت فرامین موقعیت از واحدهای دیگر سامانه یا دریافت فرامین از طریق اپراتور و عملیات کنترل موقعیت مجموعه سروو مکانیزم را در محورهای دوگانه (مثل سمت و ارتفاع) به انجام می رساند.
سروو مکانیزم مورد نظر شامل سروو، بازوی نگهدارنده U شکل و پایه نگهدارنده می باشد. بازوی نگهدارنده U شکل در قسمت جلو یک صفحه با ابعاد حدودی یک متر بوده که محل نصب تعدادی آنتن می باشد. این بازو از دو سمت کناری به سروو متصل می گردد. در داخل جعبه های کناری بازو تعدادی ماژول نصب می گردد که از وزن آنها به عنوان وزنه تعادل نیز استفاده می شود.
این محصول دارای آب بندی بارانی می باشد. این سروو مکانیزم دارای دقت حرکت ۰.۱ در هر دو جهت پن و تیلت، ماکزیمم سرعت ۱۰۰ درجه بر ثانیه در راستای پن و ۸۰ درجه بر ثانیه در راستای تیلت، لقی سروو مکانیزم دارای حداقل لقی، قابلیت عملکرد در دمای بالای ۶۰+ درجه و دمای پایین تر از ۲۰- درجه و سایر ویژگی های برجسته دیگر می باشد.
وظیفه سیستم کنترل سروو مکانیزم دو درجه آزادی، کنترل دو محور حرکتی یک سامانه حرکتی است . در واقع سیستم کنترل با دریافت فرامین موقعیت از واحدهای دیگر سامانه یا دریافت فرامین از طریق اپراتور و عملیات کنترل موقعیت مجموعه سروو مکانیزم را در محورهای دوگانه (مثل سمت و ارتفاع) به انجام می رساند.
سروو مکانیزم مورد نظر شامل سروو، بازوی نگهدارنده U شکل و پایه نگهدارنده می باشد. بازوی نگهدارنده U شکل در قسمت جلو یک صفحه با ابعاد حدودی یک متر بوده که محل نصب تعدادی آنتن می باشد. این بازو از دو سمت کناری به سروو متصل می گردد. در داخل جعبه های کناری بازو تعدادی ماژول نصب می گردد که از وزن آنها به عنوان وزنه تعادل نیز استفاده می شود.
این محصول دارای آب بندی بارانی می باشد. این سروو مکانیزم دارای دقت حرکت ۰.۱ در هر دو جهت پن و تیلت، ماکزیمم سرعت ۱۰۰ درجه بر ثانیه در راستای پن و ۸۰ درجه بر ثانیه در راستای تیلت، لقی سروو مکانیزم دارای حداقل لقی، قابلیت عملکرد در دمای بالای ۶۰+ درجه و دمای پایین تر از ۲۰- درجه و سایر ویژگی های برجسته دیگر می باشد.
برخی از ویژگی های محصول
– دارای قابلیت IP67 ضد غبار و ضد آّب بوده و همچنین قابلیت کارکرد طبق استاندارد MIL-STD-810G را دارا می باشد.
– در ساخت سروو مکانیزم آلیاژ از نوع هوایی و دریایی استفاده شده است که با توجه به نوع کاربری دارای استحکام و مقاومت با خوردگی بالایی را دارا می باشد.
– این سروو مکانیزم به صوزت لقی صفر ( Zero-back lash) طراحی گردیده است.
– میزان حداکثر بار روی سکو تا ۱۸۰ کیلوگرم می باشد.
– نسبت وزن سروو مکانیزم به وزن آنتن یا بار موثر بسیار مناسب نسبت به نمونه های مشابه می باشد.
– قابلیت کارکرد در محدوده دمای ۶۰+ تا ۴۰- درجه سانتی گراد می باشد.
– قابلیت ردیابی و رهگیری هدف با سرعت و دقت بسیار بالا را دارا می باشد.
– طراحی و کدنویسی نرم افزار با رابط کاربری اختصاصی صورت می پذیرد.
– دارای قابلیت IP67 ضد غبار و ضد آّب بوده و همچنین قابلیت کارکرد طبق استاندارد MIL-STD-810G را دارا می باشد.
– در ساخت سروو مکانیزم آلیاژ از نوع هوایی و دریایی استفاده شده است که با توجه به نوع کاربری دارای استحکام و مقاومت با خوردگی بالایی را دارا می باشد.
– این سروو مکانیزم به صوزت لقی صفر ( Zero-back lash) طراحی گردیده است.
– میزان حداکثر بار روی سکو تا ۱۸۰ کیلوگرم می باشد.
– نسبت وزن سروو مکانیزم به وزن آنتن یا بار موثر بسیار مناسب نسبت به نمونه های مشابه می باشد.
– قابلیت کارکرد در محدوده دمای ۶۰+ تا ۴۰- درجه سانتی گراد می باشد.
– قابلیت ردیابی و رهگیری هدف با سرعت و دقت بسیار بالا را دارا می باشد.
– طراحی و کدنویسی نرم افزار با رابط کاربری اختصاصی صورت می پذیرد.
مشخصات فنی در حوزه های مکانیکی، الکترونیکی و نرم افزار
| رنگ بدنه | استفاده از رنگ کوره ای یا الکترواستاتیک |
| کانکتورها | کانکتورها از نوع قفل شونده می باشند |
| سیم های مصرفی | کلیه سیم های مصرفی از نوع نسوز و شیلد دار می باشند |
| پیچ ها و قطعات مکانیکی | کلیه پیچ ها و قطعات مکانیکی از نوع ضد زنگ و مقاوم در برابر خوردگی می باشند |
| آلیاژ بدنه | آلیاژ بدنه از نوع آلومینیوم می باشد |
| وزن | حداکثر وزن سروو مکانیزم ۲۵ کیلو گرم می باشد |
| قابلیت نصب | سروو مکانیزم قابلیت نصب بر روی انواع دکل و پایه گلدانی را دارا می باشد. |
| ابعاد | ابعاد سروو عبارت است از ۳۹*۲۴*۳۵ |
| تغذیه ورودی | ۲۲۰ ولت AC 50HZ |
| توان مصرفی | توان مصرفی سروو و اجزا جانبی آن در حداکثر سرعت در هر دو جهت pan و tilt حداکثر یک کیلو وات می باشد |
| ارتباط با رایانه | سروو مکانیزم از طریق پورت rs422 یا lan به رایانه متصل و کنترل می گردد. |
| سنسور محدودیت حرکت | برای محدود کردن حرکت موتور ها در جهت Panو tilt از سنسورهای القایی به تعداد لازم استفاده گردد. |
| محافظت اضافه بار مکانیکی | موتورها، درایو و مدارات کنترلی مربوطه، حفاظت در برابر اضافه بار مکانیکی را دارا است. |
| محافظت پورت های داده | کلیه پورت های ورودی و خروجی ارتباطی درایو موتورها در برابر اتصال کوتاه محافظت گردیده است. |
| محافظت الکتریکی | درایو سروو در برابر اتصال کوتاه، افزایش ولتاژ ورودی و نوسانات ولتاژ ورودی محافظت گردیده است. |
| کنترل موقعیت | دارای قابلیت کنترل موقعیت می باشد. |
| کنترل سرعت | دارای قابلیت کنترل سرعت در هر دو جهت می باشد. |
| کنترل گشتاور | دارای قابلیت کنترل گشتاور می باشد. |
| فیدبک موقعیت | سروو مکانیزم موقعیت خود را در هر لحظه به رایانه ارسال می نماید. |
| زبان برنامه نویسی | نرم افزار کنترلی بصورت کامپوننت و تحت زبان برنامه نویسی سی شارپ (C#) ارائه می گردد |
| سیستم عامل | سیستم عامل ویندوز مورد استفاده گردیده و محدودیتی در اجرای نرم افزار تحت سیستم های ۳۲ و ۴۶ بیت نداشته باشد |
| تشخیص خطا | قابلیت تشخیص خطا های مختلف نرم افزاری و سخت افزاری و نمایش آنها برای کاربر در محیط GUI را داشته باشد. |
سه پایه آلومینیومی قابل حمل
سه پایه آلومینیومی قابل حمل سروش مدل SS-K-125 از محصولات مکمل و مرتبط با انواع سرو مکانیزم و سکوهای موقعیت دهنده می باشد. این سه پایه سبک و در عین حال با توجه به طراحی منحصر به فرد خود می تواند به عنوان یک نگهدارنده قوی عمل کرده و تا وزن حداکثر ۱۵۰ کیلوگرم را تحمل نماید. جنس آلومینیومی و پوشش رنگ پودری آنتی الکترواستاتیک این محصول باعث شده تا علاوه بر حمل و نقل راحت در انواع شرایط محیطی کارکرد مناسب داشته باشد. این سه پایه دارای مکانیزم تنظیم ارتفاع می باشد که مشخصه مهمی در عملکرد این محصول دارد. به منظور تثبیت مکان در انتهای پایه های این محصول کفشک هایی آجدار و البته با قابلیت جدا شوندگی وجود دارد که علاوه بر جلوگیری از لغزش و سر خوردن می تواند در حمل و نقل و جابجایی تسهیل کننده امورات باشد ضمن اینکه وجود سیم بکسل مهاربند تعبیه شده در این محصول و تراز حبابی با دقت بالا تثبیت مکانی و تراز بودن مجموعه را فراهم می آورد. تمامی اجزای فولادی از جنس فولاد زنگ نزن و یا دارای پوشش گالولنیزه می باشد که در برابر خوردگی مقاوم هستند. سه پایه آلومینیومی قابل حمل را می توان با انواع مختلف گلدانی ها و با توجه به نیاز کارفرما که قابلیت نصب انواع سرو مکانیزم، سکوهای موقعیت دهنده، آنتن گردان، دوربین و پروژکتور ارائه کرد.
