一、 概述

隨著現(xiàn)代計算機和自動化控制技術(shù)的高速發(fā)展,自動化控制技術(shù)在人們的生活當(dāng)中越來越重要，逐漸代替了原先人工復(fù)雜的操作和控制。這個舞臺旋轉(zhuǎn)燈光控制設(shè)備是集機電一體化控制為一體的自動化控制的設(shè)備。實現(xiàn)燈光可任意角度旋轉(zhuǎn)控制，而且操作簡單，易學(xué)易懂的自動化控制設(shè)備。

二、 功能

燈陣中所有燈具的安裝初始角度為30�，每只單燈可以實現(xiàn)±150mm的左右調(diào)節(jié)，其為燈具出射主光軸與水平方向的夾角。燈陣支架具有整排的角度調(diào)節(jié)功能，所有的燈具要求同步調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為10�-50�，調(diào)節(jié)精度±0.4�，角度旋轉(zhuǎn)速度約為7�/min。要求角度旋轉(zhuǎn)過程中燈陣機械結(jié)構(gòu)不擋光。控制方式為遠程控制。總的控制結(jié)構(gòu)如下：

三、 系統(tǒng)組成

整個系統(tǒng)包括三個部分：驅(qū)動部分，機械部分，控制部分。

上位控制器控制11套驅(qū)動器，11套驅(qū)動器分別驅(qū)動11臺步進電機 11臺步進電機分別帶動11臺行星減速器，減速器后端各帶動1臺渦輪蝸桿減速器，每臺渦輪蝸桿減速器分別帶動一根24米長軸具轉(zhuǎn)動的整體運動形式。見下圖所示。

驅(qū)動部分：采用1臺步進電機 1臺行星減速器 1臺雙輸出軸渦輪蝸桿減速器驅(qū)動1根24米長軸具的驅(qū)動方式，鑒于24米軸具具備過大的加工及安裝難度，這里將24米長的軸具分成大致相等的兩段，每端分別用渦輪蝸桿減速器的一個輸出端驅(qū)動。見圖1所示。

圖1 驅(qū)動部分關(guān)系圖

機械部分：采用1臺雙輸出軸渦輪蝸桿減速器兩端各 1個膜片式聯(lián)軸器 1根6米長空心光軸 1個膜片式聯(lián)軸器 1根6米長空心光軸的連接方式。整體的一根組合軸具的具體形式如圖2所示。

圖2 單根驅(qū)動端整體結(jié)構(gòu)圖

控制部分：采用一組集聯(lián)PLC控制十套驅(qū)動裝置的控制方式，同時采用人機界面形式，可以實時控制軸的動作及觀察軸的狀態(tài)。軸的末端裝有角度編碼器，實時測量軸具轉(zhuǎn)過的角度，在人機界面上顯示?？傮w的控制框架如下面框圖3。

圖3 控制過程框圖    

總結(jié)：月球上沒有大氣的削弱和保溫作用，太陽輻射強，晝夜溫差大，地球上難以模擬，這個燈陣就是為了模擬月球上太陽照射的平行光，讓登月設(shè)備提前感受月球上太陽光的溫度和亮度，大面積準(zhǔn)直光照模擬是檢驗測量設(shè)備性能的關(guān)鍵之一。整個系統(tǒng)效果良好，操作簡便，得到用戶好評。