摘要
釆用柱面二维坐标系的全步进电机式二维运动模拟器属于二维运动模拟技术领域，其特征在于，它含有用支架固定在地面上的横梁，与横梁相连的方位和俯仰运动的模拟机构，前者含有：嵌在横梁上的弧形齿条，经齿轮和齿条啮合连接且装在定位座上的X向步进电机；后者含有：带有轴承式滑块且固定在横梁上的弧形导轨，安装在定位座上且与上述滑块固接的V向步进电机，由受V向步进电机驱动的钢绳、与钢绳滑动连接的滑轮构成的传动机构、供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动用的直线导轨以及支架。直线导轨上还装有定位磁块和防撞块。还有各向接近开关。二维运动模拟器中的X、V向步进电机经各自的驱动器与受控于工控机的可编程逻辑控制器相连，在它的控制下，可在垂直于地面的弧面上作任何轨迹的运动。
说明书
釆用柱面二维坐标系的全步进电机式二维运动模拟器技术领域采用柱面二维坐标系的全步进电机式二维运动模拟器属于二维运动模拟技术领域。
背景技术
二维运动的模拟系统一般采用直角坐标系，用步进电机驱动计算机通过步进电机控制卡
如0X1839来控制电机的运动，通过光刻度读取坐标轴的位置，因此，不能模拟球面运动。若采用弧线电机来代替X向步进电机，则制作工艺复杂，成本也高。因此，至今没有一个XV方向都用步进电驱动的二维运动模拟器能在垂直与地面的圆弧面上作任意轨迹的运动。
发明目的
本发明的目的在于提供一种都由步进电机驱动且能在垂直于地面的圆弧面中作任意轨迹运动的采用柱面二维坐标系的全步进电机式二维运动模拟器。它的X轴为弧形导轨，可更逼真地模拟球面运动，采用步进电机带动齿轮，齿轮和弧形轨道上的弧形齿条啮合，带动系统作柱面二维运动。
本发明的特征在于：它含有用支架垂直固定在地面上的横梁，与横梁相连接的方位运动模拟机构含有：嵌在横梁上的弧形齿条，经齿轮传动机构和齿条相连且安装在定位座上的X向步进电机；俯仰运动模拟机构含有：带有轴承式滑块且固定在横梁上的弧形导轨，安装在定位座上且与轴承式滑块固接的V向步进电机，由受V向步进电机驱动的钢绳、与钢绳滑动连接的上下两个滑轮构成的滑轮传动机构、供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动用的直线导轨以及支架。所述的X向步进电机经X向步进电机驱动器与受控于工控机的可编程逻辑控制器IX：相连。所述的X向步进电机经V向步进电机驱动器与受控于工控机的可编程逻辑控制器IX：相连。所述的工控机和可编程逻辑控制器IX：是XV向步进电机及它们的驱动器所共用的。在所述的横梁上装有一个与可编程逻辑控制器？IX：的位置反馈信号输入端相连的X向接近开关。在所述的直线导轨上装有一个与可编程逻辑控制器？IX：的位置反馈信号输入端相连的丫向接近开关。在所述的直线导轨上装有垂直位置标尺。在所述的直线导轨上装有定位磁块。在所述的直线导轨上装有防撞块。在所述的横梁上装有防撞块。在所述的俯仰运动模拟机构中，所述的直线导轨上下两个滑轮都装在一个所述的俯仰运动用的支架上。所述的定位座固定在俯仰运动用的支架上。
使用说明：它可达到预期目的。
附图说明：
图1：本发明所述的二维运动模拟器主视图
图2：本发明所述的二维运动模拟器侧视图
图3：本发明所述的二维运动模拟器俯视图
图4：本发明所述的二维运动模拟器的系统电路原理框图
图5：本发明所述的二维运动模拟器的系统电路原理图
图6：弧形齿条结构示意图：6具体实施方式
请见图1〜图324是用支架8底座23垂直地固定在地面上的横梁。6是嵌入横梁24的弧形齿条，其结构见图6其中，25是加强块，26是横梁底板，27是斜筋，28是竖筋，
29是横梁侧板。齿轮传统机构由与X向步进电机2的输出轴相连的弹性联轴4的齿轮5构成，齿轮5和弧形齿条6相啮合。X向步进电机2固定在定位座3上，定位座3与作为俯仰运动支架的直线导轨加强筋16相连。弧形齿条6 弹性联轴器4 齿轮5X向步进电机2共同构成方位运动模拟机构。V向步进电机1也固定在定位座3上，同时又与滑块19相连，滑块19和固定在横梁24上的弧形导轨18之间有轴承（图1〜图3中未示〕，轴承和滑块19构成了轴承式滑块。于是，V向步进电机1在X向步进电机2沿着弧形齿条6作弧线运动时，它也可沿着弧形导轨18同步地作弧线运动。V向步进电机1的输出轴连接着一个线轮20，它驱动钢绳17和绕着滑轮轴21&，2仆转的上下滑轮9&, 91？带动与钢绳17相连的喇叭（模拟目标）13在直线导轨14上作俯仰运动。在直线导轨14上装有橡胶制的防撞块103和106和可以吸住装有喇叭13的载物架22以起定位作用的定位磁块12在横梁24的两端装有防撞块302
和3011是紧线器。在直线导轨14上还装有丫向接近开关15，而X向接近开关7则装在横梁24的下方。
逻辑控制器？?0疋16丁，它有两个可用作步进电机控制的脉冲输出端口，其它的1足以满足控制系统对位置反馈信号等的输入和输出要求。？IX：中有一个脉冲发出器和一个分频器。通过脉冲发生器，IX：可产生40~10版2占空比为10-/90。力的方波脉冲。通过分频器，IX：可以将脉冲发生器发出的髙频脉冲分为两路低频脉冲，由两个不同的频道，分别输送给X轴和7轴步进电机驱动器。另外，？IX：中还有两个内部高速计数器，它们可以把两个频道发出的脉冲个数分别记录下来。通过不断地读取这两个计数器的数值，就可以知道两个轴的步进电机分别走了多少步，进而得到喇叭的实际位移。X轴和丫轴的接近开关信号分别接在IX上两个不同的硬中断触发端口。当接近开关发出信号给？IX：时，只要中断控制字被置位,中与之对应的中断服务程序就开始运行，以实际的位置信号对计数器中的位移量进行校正。、XV轴步进电机都是日本三洋公司的腹59^20型，它与其配套的如-053从3型驱动器共
同构成模拟目标的驱动系统。步进电机的步距角是0；72~步，可以在整步〜1/400步之间任意
选择步距角，即使电机转速很低，仍可以保持平滑运动。整步运动方式下，电机的转速范围
是3名。么〜64800。么，****速与****速之比为18000电机速度为20刀。作，转矩为通过齿轮5、弧形齿条6、弧形导轨18，步进电机的旋转运动被转换为沿弧形轨道的弧
线运动。在喇叭的低速运行下，对步进电机作了 40细分，高速运行时，电机以整步运行。
图5是相应的电路原理图。
由此可见，本发明在X方向使用了弧形导轨18和弧形齿条6便于用两个步进电机实现垂直于地面的弧面上任意轨迹的运动。
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