传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备的制作方法

1.本技术涉及传感器数据采集器舵速跳变故障检测技术领域，尤其涉及一种用于传感器数据采集器舵速跳变故障的检测设备。


背景技术：

2.传感器数据采集器组件属于某型水下航行器的电子舱组件组成之一，主要用于采集和记录来自舵机上的某传感器组件、舵位指示器等信号，并以中断的方法将记录的信号上传给控制上位机（以下简称vg5），传感器数据采集器组件与vg5通过epp接口连接，接收vg5发出的并行操舵指令，传感器数据采集器组件上cpld芯片将接收到的操舵指令经过处理转换为舵向指令和舵速信号，输出到舵机组件，全产品联合调试时，vg5发出连续的操舵信号，采用epp接口将包括控制舵机的舵向、舵速命令依次通过转接板j2口、传感器数据采集器组件上的j2接口发送至传感器数据采集器组件上的cpld器件，经cpld内部逻辑转换为串行舵速码后输出，其中舵速信号为一路串行信号（sdata），在串行时钟（sclk）同步作用下将三个舵机的舵速数据均通过cpld的39引脚输出，再经过光耦u17隔离后，由传感器数据采集器组件上j3接口第22、24端子输出，用于控制后级舵机驱动电路带动舵机组件动作。原理框图如图1所示。
3.现阶段，当水下航行器电子舱内的传感器数据采集器控制舵驱和舵机出现舵速跳变故障时水下航行器所属单位将故障定位至传感器数据采集器组件，再将传感器数据采集器组件从水下航行器电子舱内拆下来返回厂家进行排查、返修，返修方案为将传感器数据采集器组件上cpld器件进行拆解、重新领取并焊接cpld器件，待段装、段调合格后再次返回水下航行器所属单位进行联调试验。由于该故障仅可通过总师单位联调暴露，整个排故过程周期长、效率低，耗费大量人力、物力、财力，产品来回周转也存在质量和保密安全等隐患。综上，提高传感器数据采集器出厂后配套全产品电磁兼容试验的合格率、缩短生产周期，降低生产成本等成为了其生产重点考虑的问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种用于传感器数据采集器舵速跳变故障的检测设备，以解决传感器数据采集器舵速跳变故障难以检测、周期长、效率低的问题。
5.本技术采用的技术方案如下：
6.本实用新型提供一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备，包括计算机、模拟舵机、模拟舵驱、壳体和封装在壳体内的左机架体、右机架体、转接板、vg5安装位、传感器数据采集器安装位和直流开关电源，所述vg5安装位用于安装vg5，所述传感器数据采集器安装位用于安装传感器数据采集器；
7.所述转接板位于壳体内壁上，所述左机架体和右机架体对称设置在所述壳体内壁上，所述左机架体和右机架体之间形成有导轨，所述vg5安装位、传感器数据采集器安装位和所述转接板位于所述导轨上且所述转接板位于所述vg5安装位和传感器数据采集器安装
位一侧，所述vg5、传感器数据采集器可在所述导轨上滑动并可与所述转接板电连接；
8.所述转接板分别与直流开关电源、计算机、模拟舵机和模拟舵驱电连接，模拟舵驱与模拟舵机电连接。
9.进一步地，所述转接板通过串口线和网口线与计算机连接。
10.进一步地，所述转接板与模拟舵驱和模拟舵机通过第一转接电缆连接。
11.进一步地，所述直流开关电源与所述传感器数据采集器通过第二转接电缆连接。
12.进一步地，所述壳体包括可拆卸式连接的带元件的前控制面板和带元件的后控制面板，所述带元件的前控制面板和带元件的后控制面板之间形成放置空间。
13.进一步地，所述左机架体、右机架体、转接板、左支柱、右支柱、衬板、vg5、传感器数据采集器和直流开关电源均位于在所述放置空间内。
14.进一步地，所述左支柱和右支柱均位于在所述放置空间内，所述左支柱和右支柱连接在所述带元件的后控制面板的下侧壁与所述右机架体之间。
15.采用本技术的技术方案的有益效果如下：
16.本实用新型采用一体化机柜设计，结构紧凑、安全可靠；通过壳体和封装在壳体内的左机架体、右机架体、转接板、vg5安装位、传感器数据采集器安装位和直流开关电源模拟水下航行器的电子舱环境，并连接模拟舵驱和模拟舵机，来进行传感器数据采集器的故障检测。具体为：计算机通过转接板控制vg5发送舵向和舵速信号；传感器数据采集器通过转接板接收舵向和舵速信号，并经预处理通过转接板发送给模拟舵驱和模拟舵机，控制模拟舵机和模拟舵驱活动，其中，预处理为将舵向和舵速信号转换为串行舵速码；传感器数据采集器通过转接板采集模拟舵机的打舵电压数据；传感器数据采集器将打舵电压数据通过转接板发送给计算机，计算机用于显示打舵电压数据的波形；若波形产生跳变故障，则拆解传感器数据采集器，对传感器数据采集器内的部件进行依次排查；通过模拟电子舱内的vg5、转接板、传感器数据采集器与模拟舵驱和模拟舵机连接，通过计算机下发和接收打舵数据，并对比，若出现跳变故障时，可在传感器数据采集器所在生产厂家提前对传感器数据采集器的故障排除，这种对故障提前排除的方式，提高了可靠性、安全性及精度，实现了多组件信号交互等功能联调及组件间兼容性检测；同时，本实用新型简化了组件的所有检测过程，减少了产品返厂率，缩短了生产周期，提高了检测效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型背景技术中现有技术的原理框图；
19.图2为本实用新型一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备的连接示意图；
20.图3为本实用新型一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备的带元件的前控制面板示意图；
21.图4为本实用新型一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备的带元件的后控制面板示意图；
22.图5为一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备的电压数据收集示意图；
23.图示说明：
24.其中，1-带元件的前控制面板，2-带元件的后控制面板，3-第一转接电缆，4-右机架体，5-转接板，6-左机架体，7-第二转接电缆，8-衬板，9-右支柱，10-左支柱，11-电源，12-传感器数据采集器安装位，13-vg5安装位。
具体实施方式
25.下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的系统和方法的示例。
26.第一方面，如图2至图4所示，本实用新型提供一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备，包括计算机、模拟舵机、模拟舵驱、壳体和封装在壳体内的左机架体6、右机架体4、转接板5、衬板8、vg5安装位、传感器数据采集器安装位和直流开关电源11，所述vg5安装位13用于安装vg5，所述传感器数据采集器安装位12用于安装传感器数据采集器，所述转接板5用于连接所述vg5和传感器数据采集器；
27.所述转接板5位于壳体内壁上，所述左机架体6和右机架体4对称设置在所述壳体内壁上，所述左机架体6和右机架体4之间形成有导轨，所述vg5安装位13、传感器数据采集器安装位12和所述转接板5位于所述导轨上且所述转接板5位于所述vg5安装位13和传感器数据采集器安装位12一侧，所述vg5、传感器数据采集器可在所述导轨上滑动并可与导轨上的所述转接板5电连接；
28.所220v交流电源与所述直流开关电源连接，所述转接板分别与直流开关电源、计算机、模拟舵机和模拟舵驱电连接，模拟舵驱与模拟舵机电连接。
29.其中，所述转接板5与所述直流开关电源11连接，所述转接板5可为vg5和传感器数据采集器供电和转接信号。
30.进一步地，所述转接板通过串口线和网口线与计算机连接，以用于计算机通过转接板发送和接收数据。
31.进一步地，所述转接板与模拟舵驱和模拟舵机通过第一转接电缆3连接；所述直流开关电源与所述传感器数据采集器通过第二转接电缆7连接。其中，转接板与模拟舵驱和模拟舵机通过第一转接电缆3连接，以便于给舵驱发送串行舵速码数据，以及接收舵机的打舵电压数据，此处，需要说明的是，直流开关电源与传感器数据采集器通过第二转接电缆7单独连接，可用于对传感器数据采集器单独提供 28v和 40v的电源。
32.在一种可实现的实施方式中，所述壳体包括可拆卸式连接的带元件的前控制面板1和带元件的后控制面板2，所述带元件的前控制面板1和带元件的后控制面板2之间形成放置空间；所述左机架体6、右机架体4、转接板5、左支柱10、右支柱9、衬板8、vg5、传感器数据采集器、传感器数据采集器安装位12、和vg5安装位13直流开关电源11均位于在所述放置空间内。
33.其中，所述衬板具有两个，分别设置在所述左支柱10和右支柱9一侧，对所述左支柱10和右支柱9起到支撑稳固作用。
34.进一步地，所述左支柱10和右支柱9均位于在所述放置空间内，所述左支柱10和右
支柱9连接在所述带元件的后控制面板2的侧壁与所述右机架体4之间。所述左支柱10和右支柱9用于支撑左机架体6、右机架体4、转接板5、衬板8、vg5安装位13、传感器数据采集器安装位12整体。
35.第二方面，本实用新型还提供一种传感器数据采集器舵速跳变故障检测方法，包括：
36.对直流开关电源11通过220v交流电源接通220v电压，用万用表对直流开关电源的 5v、 12v、-12v、 40v电源进行外接检测，检测电源部分是否输出正常；
37.计算机通过转接板控制vg5发送舵向和舵速信号；
38.所述传感器数据采集器通过转接板接收所述舵向和舵速信号，并经预处理通过转接板发送给模拟舵驱和模拟舵机，控制所述模拟舵机和模拟舵驱活动，其中，所述预处理为将所述舵向和舵速信号转换为串行舵速码；
39.所述传感器数据采集器通过转接板采集所述模拟舵机的打舵电压数据；
40.所述传感器数据采集器将所述打舵电压数据通过转接板发送给计算机，所述计算机用于显示所述打舵电压数据的波形；
41.若所述波形产生跳变故障，则拆解所述传感器数据采集器，对所述传感器数据采集器内的部件进行依次排查；
42.检测完成后，关闭运行的计算机检，断开直流开关电源11，关闭计算机的电源；
43.拆除转vg5、传感器数据采集器、转接板5与计算机之间的连接，以及传感器数据采集器、vg5与模拟舵机和模拟舵驱之间的连接，并将检测传感器数据采集器组件和vg5拆除。
44.本实用新型包括计算机、vg5、传感器数据采集器组件、转接板5、第一转接电缆3、第二转接电缆7、模拟舵机、模拟舵驱等，并用计算机（普通台式计算机）通过串口和网口线连接转接板进行信号发送与接收，调试转接板5、和计算机的信号通讯情况。
45.本实用新型提出了传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备，其对应的检测方法采用自动化检测和部分手动检测相结合、硬件和软件功能相配合、通过转接板5形成多板连接的方式，实现了所有技术指标的检测及功能联调。研究电子舱工作环境，制作模拟传感器数据采集器组件工作的电子舱试验台，模拟全产品联调操舵方式，采集传感器数据采集器的输出信号，并进行数据分析，对于存在舵速数据跳变的产品，通过更换相关器件进行排除，从而剔除全产品联调传感器数据采集器引发的舵速跳变故障。
46.传感器数据采集器舵速跳变故障检测设备主要由带元件的前控制面板1、带元件的后控制面2、直流开关电源11、转接板5、第一转接电缆3、第二转接电缆7、左机架体6、右机架体4、左支柱10、右支柱9、衬板8、vg5、计算机、模拟舵机、模拟舵驱等组成。各部分连接示意图如图2所示。
47.本实用新型的硬件设计采用整机设计思想，在保证满足检测要求的条件下，减少对外部设备的需求，只需220v电源即可完成组件的所有检测。
48.本实用新型可依据舵机三个舵（上直舵、横舵、下直舵）的舵机控制情况，在计算机显示三个舵的舵速设置项和正反方向设置，共10个设置项（分别为2个上直舵正反、1个横舵正反、2个下直舵正反）。三个舵的打舵电压收集界面的实际情况如图5所示。
49.对电子舱段内机械结构进行模拟，从产品工作时的温度、湿度、组件相互应力、冲击和振动等方面综合考虑，对检测设备机械结构进行了设计，该检测设备设计与舱内结构
相似，有很好的固定性和稳定性。
50.考虑到装到检测设备内进行插拔，则需要工装极具有稳定性，因此如图4，对两个机架体进行稳定，加装了两个前后衬板8，并要求对零件进行表面处理，增加强度，以保证检测设备持久性。转接板5即可安装到导轨下端即可，方便拆卸，再组件安插时，转接板5所受应力也能够被左右两侧的衬板和带元件的后控制面板2的右侧壁进行“消耗”，从而不会产生强力形变而发生断裂或扭曲，影响电源信号与组件模拟舵机的传输稳定性。
51.本实用新型通过模拟电子舱内的vg5、转接板、传感器数据采集器与模拟舵驱和模拟舵机连接，通过计算机下发和接收打舵数据，并对比，若出现跳变故障时，可在传感器数据采集器所在生产厂家提前对传感器数据采集器的故障排除，这种对故障提前排除的方式，提高了可靠性、安全性及精度，实现了多组件信号交互等功能联调及组件间兼容性检测；同时，本实用新型简化了组件的所有检测过程，减少了产品返厂率，缩短了生产周期，提高了检测效率。
52.需要说明的是,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个....”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
53.以上所述仅是本技术的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
54.应当理解的是,本技术并不局限于上面己经描述并在附图中示出的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。