Γιατί οι μινιατούρες δακτυλιοειδείς συλλέκτες κυριαρχούν στους σχεδιασμούς UAV και συμπαγών ραντάρ

Το πρόβλημα του φάκελου που καθορίζει τις σύγχρονες περιστρεφόμενες διεπαφές

Στα τεντωτικά των UAV και τα συμπαγή ραντάρ, το δαχτυλίδι γλιστρίσματος είναι σπάνια το πιο ακριβό στοιχείο, αλλά είναι συχνά αυτό που υπαγορεύει αν το σύνολο της συναρμολόγησης ταιριάζει.Ένα gimbal που έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει ένα πολύαισθητήρα EO/IR ωφέλιμο φορτίο έχει διάμετρο στερέωσης που μετράται σε δεκάδες χιλιοστά και ένα βάρος όπου κάθε γραμμάριο αμφισβητείταιΈνα συμπαγές βάθρο ραντάρ χρειάζεται συνεχή περιστροφή αζιμουθού, διατηρώντας την περιστρεφόμενη μάζα αρκετά χαμηλή για ταχύ ρυθμό σφαγής.η παραδοσιακή αρχιτεκτονική δαχτυλιδιών διατριβής ή τύμπανουΤο σχηματισμό του κυκλώματος, με κενό άξονα, που είναι κατασκευασμένο γύρω από ένα κεντρικό τρύπημα, επιβάλλει μια γεωμετρική τιμωρία που οι δαχτυλίδια κάψουλας αποφεύγουν εντελώς.

Αυτό το άρθρο εξηγεί γιατί ο συντελεστής σχήματος κάψουλας έχει γίνει η προεπιλεγμένη επιλογή για αυτές τις δύο κατηγορίες εφαρμογών, πώς μοιάζουν τα trade-offs στην πράξη,και όπου οι μηχανικοί συχνά χρησιμοποιούν λανθασμένα την τεχνολογίαΕάν επιλέγετε μια περιστρεφόμενη διεπαφή για ένα σχεδιασμό περιορισμένου χώρου, οι παρακάτω διαφορές θα σας εξοικονομήσουν έναν κύκλο επανασχεδιασμού.

Η αρχιτεκτονική της κάψουλας: Πυκνά κυκλώματα σε σφραγισμένο κύλινδρο

Ένα δαχτυλίδι γλιστρικής κάψουλας είναι μια αυτοτελής περιστρεφόμενη ηλεκτρική διεπαφή με τον περιστροφέα, τον στατήρα, τα ρουλεμάν και το μπλοκ βούρτσας που ενσωματώνονται σε ένα συμπαγές κυλινδρικό περίβλημα.δεν υπάρχει κεντρικό διάδρομο άξονα ̇ η κάψουλα τοποθετείται στο τέλος ενός περιστρεφόμενου άξονα ή εντός ενός άξονα τσιμπού, και ολόκληρη η μονάδα περιστρέφεται ή παραμένει ακίνητη ως ένα ενιαίο σφραγισμένο στοιχείο.- 10

Το καθοριστικό πλεονέκτημα είναι η πυκνότητα κυκλώματος ανά μονάδα όγκου.Σε κάψουλαΗ σειρά μικροσκοπικών κάψουλων της MOFLON δείχνει την κλίμακα: το MMC118 μετρά 5,9 mm OD × 11.μήκους 9 mm και μεταφέρει κυκλώματα σήματος σε επαφές χρυσού πάνω σε χρυσόΗ σειρά MMC182, με μήκος 12,5 mm OD × 18,2 mm, προσφέρει υψηλότερο αριθμό κυκλωμάτων με τον ίδιο σχεδιασμό δακτυλιδιών V-groove.-1-5-6

Για τα τσιμπάνια των UAV, αυτή η πυκνότητα είναι καθοριστική.και υψηλής ταχύτητας δεδομένα για την τροφοδοσία βίντεο σε όλο τον άξονα που μπορεί να έχει διάμετρο μόνο 20~30 mmΗ προσέγγιση της κάψουλας αντιστρέφει το πρόβλημα: το δαχτυλίδι γλιστρίσματος γίνεται ο δομικός πυρήνας του άξονα.Δεν είναι ένα αξεσουάρ που είναι κλειδωμένο γύρω του..

Γιατί οι απαιτήσεις για συμπαγές ραντάρ και UAV Gimbal ευθυγραμμίζονται με τις δυνάμεις της κάψουλας

Οι δύο κατηγορίες εφαρμογών μοιράζονται ένα προφίλ απαιτήσεων που σχετίζεται σχεδόν τέλεια με τις δυνατότητες των δαχτυλιδιών γλιστρίσματος κάψουλας.

Συνεχή περιστροφή σε έναν άξονα, περιορισμένη σε άλλους.ενώ οι άξονες ανύψωσης και κλίσης ταλαντεύονται σε λιγότερο από 360 μοίρεςΤα δαχτυλίδια γλιστρίσματος κάψουλας είναι σχεδιασμένα ακριβώς για αυτό το καθήκον: συνεχή περιστροφή με μέτρια ταχύτητα με ένα σφραγισμένο σύνολο ρουλεμάν που χειρίζεται τα ακτίνια φορτία ενός άξονα gimbal.όπου η περιστροφή είναι περιορισμένη, εξυπηρετείται καλύτερα από μια κάψουλα περιστροφής ή κυκλώματα ευελιξίας, απελευθερώνοντας το δαχτυλίδι γλιστρίσματος για τον άξονα που πραγματικά το χρειάζεται.- 7

Μικρή ροπή και χαμηλός ηλεκτρικός θόρυβος.Οι δαχτυλίδια γλιστρικής κάψουλας με επαφές χρυσού πάνω στον χρυσό και τη γεωμετρία δαχτυλιδιού V-groove διατηρούν σταθερή αντίσταση επαφής και χαμηλή τριβήΗ MOFLON καθορίζει ηλεκτρικό θόρυβο κάτω από 0,01Ω στην σειρά μικροσκοπικών κάψουλων, με τις υψηλής ποιότητας παραλλαγές να φτάνουν τα 4 mΩ σε 10 RPM σε σύγκριση με τα 10 mΩ στην τυποποιημένη έκδοση.Για σήματα βίντεο και ελέγχου, ότι η σταθερότητα έχει μεγαλύτερη σημασία από την ακατέργαστη ισχύ.-1

Το δαχτυλίδι είναι ένας στερεός κύλινδρος, όχι ένας κούφος τύμπανος με βαρύ τοίχωμα.Η μείωση της στιγμής αδράνειας βελτιώνει άμεσα την ανταπόκριση της σφαίρας.Στην εργασία μας με έναν συμπαγές πελάτη ραντάρ βάθρο, αντικαθιστώντας μια μονάδα διαμέτρου με μια κάψουλα σχεδιασμό μείωσε την περιστρεφόμενη μάζα στον άξονα αζιμούθ κατά περίπου 40%,που μεταφράστηκε σε μετρήσιμη μείωση του μεγέθους του κινητήρα και του χρόνου καθιέρωσης.

Οι Ανταλλαγές για τις οποίες κανείς δεν σας προειδοποιεί

Η λανθασμένη εφαρμογή τους δημιουργεί τρόπους βλάβης που είναι δύσκολο να διαγνωστούν με ακρίβεια επειδή ο δαχτυλισμός βουτήματος είναι θαμμένος μέσα στη δομή του γκιμπάλ.

Η δυναμική ρεύματος είναι η σκληρή οροφή. Τα σχέδια κάψουλας δίνουν προτεραιότητα στην πυκνότητα και τη συμπαγή του κυκλώματος έναντι της διαχείρισης της ισχύος.με δυνατότητα παράλληλων δαχτυλιδιών για υψηλότερο ρεύμα 2 δαχτυλίδια 2A σε παράλληλη απόδοση 4AΑλλά αυτό δεν αντικαθιστά το δαχτυλίδι της ισχύος.Η αρχιτεκτονική της κάψουλας είναι η λάθος επιλογή.Οι φυσικοί περιορισμοί είναι πραγματικοί: υψηλότερο ρεύμα απαιτεί μεγαλύτερες διατομές των αγωγών και μεγαλύτερη επιφάνεια διάσπασης θερμότητας, η οποία έρχεται σε άμεση σύγκρουση με τον συμπαγές περίβλημα της κάψουλας.-1-8

Τα τυποποιημένα δαχτυλίδια κάψουλας έχουν συνήθως προστασία IP51 επαρκή για ελεγχόμενα εσωτερικά περιβάλλοντα, αλλά όχι για εκτεθειμένη λειτουργία UAV στη βροχή ή τη σκόνη.Υψηλότερες βαθμολογίες IP είναι διαθέσιμες μέσω σφραγισμένης κατασκευήςΑν το UAV σας λειτουργεί σε βροχοπτώσεις ή αν ένα ραντάρ εκτίθεται σε αλατό αέρα,Επιβεβαιώστε την προσέγγιση σφράγισης στο στάδιο της έρευνας αντί να υποθέσετε ότι η κάψουλα είναι εγγενώς αδιάβροχη..-1-8

Τα δαχτυλίδια κάψουλας χρησιμοποιούν ελαστικά λεπτών τοιχωμάτων για να χωρέσουν μέσα στο συμπαγές περίβλημα.Σε μη επανδρωμένο αεροσκάφος που υφίσταται εκτόξευση και συνεχείς δονήσεις του αεροσκάφους, ή ενός ραντάρ τοποθετημένου σε όχημα που υπόκειται σε οδική μεταφορά, το σύνολο ρυμουλκούμενων είναι το πρώτο συστατικό που δείχνει κινδύνους·ακούσιμη τριβή, μετρήσιμο άξιο ή αύξηση της θερμοκρασίας στο περίβλημα.Εάν το προφίλ εφαρμογής σας περιλαμβάνει σημαντικές δονήσειςΤο MOFLON MMC1829, για παράδειγμα, έχει βαθμολογία 1,000 στροφές ανά λεπτό και > 30 εκατ. στροφές έναντι 250 στροφών ανά λεπτό και > 10 εκατ. στροφές για το πρότυπο MMC182Η πριμοδότηση είναι μικρή σε σχέση με το κόστος ενός γκίμπαλ.-1-9

Μια λίστα ελέγχου επιλογής για συμπαγείς περιστρεφόμενους άξονες

Η άσκηση διαρκεί λίγα λεπτά και αποτρέπει τις πιο συνηθισμένες αποτυχίες ασυμφωνίας.

• Αν ένα κύκλωμα μεταφέρει Ethernet ή βίντεο υψηλής ταχύτητας, το διαχωριστικό σύστημα θα πρέπει να είναι το ίδιο με το διαχωριστικό σύστημα.δηλώνει την ταχύτητα δεδομένων και την απαίτηση παρεμπόδισης·η εσωτερική δρομολόγηση και η προστασία της κάψουλας πρέπει να είναι σχεδιασμένες γι' αυτήν, δεν είναι αναβαθμισμένο.

• Η πραγματική ροή, όχι η ονομαστική πινακίδα, πρέπει να προσδιορίζεται ως ανιχνευτής που ανιχνεύει συνεχή 1.5A και κορυφή 3A.Η υπερπροσδιορισμός της ισχύος σε κάθε κύκλωμα φουσκώνει το μέγεθος του δαχτυλιδιού και το κόστος είναι περιττό..-2

• Η ταχύτητα λειτουργίας και ο κύκλος λειτουργίας. Η συνεχής περιστροφή χωρίς αριθμό ταχύτητας είναι ελλιπής.και τα στοιχεία ζωής κλίμακα αναλόγως.

• Αξιακή και ακτινοβολία περιβλήματος. τα δαχτυλίδια γλιστρίματος κάψουλας καθορίζονται από OD και μήκος. επιβεβαιώστε και τα δύο κατά gimbal ή βάθρο σχέδιο σας, συμπεριλαμβανομένης της καλωδιακής κατεύθυνσης εξόδου και ακτίνα κάμψης.

• Προφίλ δονήσεων και συγκρούσεων: εάν η εφαρμογή είναι αερομεταφερόμενη ή τοποθετημένη σε όχημα, αναφέρετε τα αναμενόμενα επίπεδα δονήσεων.Αυτό καθορίζει εάν απαιτείται η τυποποιημένη ή υψηλού επιπέδου ρύθμιση ρουλεμάν και βούρτσας.

• Η κανονική θερμοκρασία λειτουργίας της κάψουλας είναι συνήθως -30 °C έως 80 °C. Οι εφαρμογές UAV σε υψόμετρο ή σε ραντάρ σε άμεσο ήλιο μπορεί να υπερβούν αυτό.Επιβεβαιώστε πριν δεσμευτείτε.-1

Περίληψη και Επόμενα Βήματα

Τα δαχτυλίδια κάψουλας κυριαρχούν στα σχέδια των UAV και των συμπαγών ραντάρ επειδή λύνουν το πρόβλημα του περιβλήματος που δεν μπορούν να λύσουν οι αρχιτεκτονικές διαδρόμου:κύλινδρο χαμηλής αδράνειας που γίνεται ο δομικός πυρήνας του άξονα περιστροφής αντί για εξαρτήματα γύρω τουΤο εμπόδιο είναι ότι η ισχύς και η περιβαλλοντική σφραγίδα έχουν σκληρά όρια, και το σύνολο ρουλεμάν απαιτεί προσοχή σε εφαρμογές υψηλών δονήσεων.

Για το επόμενο συμπαγές περιστροφικό σχεδιασμό σας, αρχίστε με την επιβεβαίωση της πραγματικής ροής και του συνδυασμού κυκλωμάτων, στη συνέχεια ταιριάζουν με την σειρά κάψουλας επίπεδο ̇ πρότυπο έναντι υψηλού επιπέδου ̇ στις απαιτήσεις δονήσεων και ζωής σας.Εάν δεν είστε βέβαιος αν μια κάψουλα ή μια μικρή διάτρητη μονάδα ταιριάζει καλύτερα για τον συγκεκριμένο φάκελό σας, στείλτε μας τις διαστάσεις άξονα και τον κατάλογο των κυκλωμάτων και μπορούμε να σας πούμε ποια αρχιτεκτονική ευνοούν οι αριθμοί.

Ποιο είναι το μέγεθος του άξονα και ο περιορισμός του OD στο σχεδιασμό του γκιμπάλ ή του βάθρου σας; Μοιραστείτε αυτά τα δύο αριθμούς με την ομάδα μηχανικών μας και θα σας προτείνουμε τη σειρά κάψουλας που ταιριάζει χωρίς συμβιβασμούς.