哪里有電流,哪里就有電磁脈沖。它們可能產(chǎn)生極強(qiáng)的破壞性作用,例如對(duì)我們身邊無處不在的電子設(shè)備。這就是為什么汽車制造商需要特別驗(yàn)證其產(chǎn)品的電磁兼容性(EMC)。更重要的是,這些車輛本身都裝有許多敏感的電子設(shè)備,因此要在專門的EMC實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測試。不過這種實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境對(duì)人類有不好的影響,所以我們需要使用攝像機(jī)系統(tǒng)以在測試過程中監(jiān)測所有事項(xiàng)。德國mk-messtechnik公司就是專門從事這一領(lǐng)域的佼佼者。他們在攝像系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)頭中使用FAULHABER電機(jī),以確保遠(yuǎn)程控制模塊可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。
“當(dāng)收音機(jī)不再是車載設(shè)備中的唯一電子設(shè)備時(shí),我們就開始考慮這方面的影響了?!眒k-messtechnik公司的創(chuàng)始人兼董事總經(jīng)理Martin Kull博士回憶道,“隨著時(shí)間的推移,電子設(shè)備的數(shù)量穩(wěn)步增長,從ABS和安全氣囊,到移動(dòng)電話和導(dǎo)航。”各個(gè)系統(tǒng)之間嚴(yán)禁相互干擾,也不能損害車輛外部的其他系統(tǒng)。此外,它們必須盡可能地對(duì)來自外界的脈沖保持不敏感。當(dāng)Kull博士還是斯圖加特大學(xué)的學(xué)生時(shí),就開始在戴姆勒測試實(shí)驗(yàn)室開展測量研究工作。類似這樣的實(shí)驗(yàn)室中會(huì)產(chǎn)生一些極強(qiáng)的電磁波,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了適用的極限值。因此,實(shí)驗(yàn)室在測試過程中會(huì)被密封起來,只能使用攝像機(jī)來觀察其中的情況。“這是首次詢問和此目的相關(guān)的監(jiān)控設(shè)備。但是,當(dāng)時(shí)每年對(duì)這種攝像機(jī)的需求量不足100臺(tái),這意味著較大的公司不會(huì)留意這個(gè)利基市場?!?/P>
Kull博士則看到了機(jī)會(huì),他于2006年與妻子共同創(chuàng)立了mk-messtechnik公司。最初,這對(duì)夫婦一手包辦所有事務(wù),例如2008年,當(dāng)時(shí)美國的一家汽車制造商訂購了一套帶有20個(gè)攝像頭的系統(tǒng)。Kull博士回憶說:“我們自己焊接和組裝了每個(gè)零部件。能為一家全球性公司提供服務(wù),我們倍感自豪。”隨著需求增長,公司也發(fā)展起來。2010年,他們招聘了第一批新員工;如今有60多個(gè),因?yàn)閹缀跛衅囍圃焐潭荚谟胢k-messtechnik制造的攝像系統(tǒng)進(jìn)行EMC測試。
盒式或壁掛式
攝像機(jī)可以固定在墻上或各種三腳架上。mk-messtechnik還提供一種被稱為“seatbox”的盒式安裝方案,這個(gè)盒子被裝在駕駛員座位上,最多可容納6個(gè)攝像機(jī)。它可以監(jiān)控整個(gè)儀表板以及駕駛艙中的所有顯示屏和控制元件。電動(dòng)汽車的趨勢也推動(dòng)了mk-messtechnik公司的發(fā)展,因?yàn)橄啾葍?nèi)燃機(jī)汽車,電磁兼容性對(duì)電動(dòng)汽車而言更為重要。此外,用于火車、飛機(jī)和輪船的電子設(shè)備也必須經(jīng)過EMC測試。
Kull博士來自擁有斯瓦比亞發(fā)明家傳統(tǒng)的家庭。“我的愛好是模型建造,從記事起我就對(duì)在陸地、海洋或空中移動(dòng)的任何事物著迷。盡管我的專業(yè)領(lǐng)域是電氣工程,但對(duì)機(jī)械方面也一直非常感興趣?!眒k-messtechnik的產(chǎn)品開發(fā)過程也從Kull博士的雙重才能中受益:“從2008年開始,我們收到越來越多的對(duì)遙控壁掛式攝像機(jī)的要求。以此為基礎(chǔ),我們在尺寸、重量和控制方面探索出最佳的解決方案。”
Kull博士致力于以最少的硬件和軟件以及開發(fā)費(fèi)用來實(shí)現(xiàn)功能最大化。例如,mk-messtechnik用諸如陽極氧化鋁管等常見的標(biāo)準(zhǔn)零件作為外殼。這看似簡單,但其實(shí)是由各個(gè)零部件之間的精細(xì)平衡相互作用才產(chǎn)生的定制解決方案:“例如,在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí),對(duì)外殼的考量也很重要,這樣才能避免后期調(diào)整。”
程序、遙控和紅外
這家位于Notzingen的公司也不會(huì)回避復(fù)雜的組裝工作,而是將必要的組件都連接到印刷電路板上?!坝袝r(shí)我們每周會(huì)組裝一百多種印刷電路板。”Kull博士解釋說,“關(guān)鍵在于生產(chǎn)周期和更換工具所需的時(shí)間。使用通用軟件不可能達(dá)到我們想要的速度。因此,我們自己為自動(dòng)貼片機(jī)編寫了數(shù)據(jù)處理程序。最終我們將每塊印刷電路板的生產(chǎn)周期從幾分鐘減少到大約5秒?!?/P>
為了簡化EMC測試過程,該公司在產(chǎn)品系列中增加了可旋轉(zhuǎn)安裝的遙控?cái)z像機(jī)。它們最初僅用于壁掛式安裝。但是,移動(dòng)系統(tǒng)對(duì)可調(diào)式產(chǎn)品的需求也很快增長?!耙虼?,我們不得不從完全不同的角度來處理機(jī)械穩(wěn)定性問題。我們的系統(tǒng)非常堅(jiān)固,但是當(dāng)裝有800克攝像機(jī)適配器的支架跌落時(shí),或是該適配器旋轉(zhuǎn)得太猛,那么材料可能會(huì)受到損壞。我們通過一種摩擦聯(lián)軸器解決了這個(gè)問題?!?/P>
mk-messtechnik的攝像機(jī)不僅監(jiān)控車輛的電子設(shè)備,還能監(jiān)控?zé)崽匦浴T摴鹃_發(fā)的opto-LWIR紅外攝像機(jī)就是一例。測試期間產(chǎn)生的電磁場具有一定的火災(zāi)隱患。極強(qiáng)的電場可能導(dǎo)致測試對(duì)象或系統(tǒng)的零部件過熱。正如Kull博士所述,在測試電動(dòng)汽車時(shí)還會(huì)產(chǎn)生其他熱源?!霸跍y試臺(tái)上,電動(dòng)汽車以能量回收的方式為電池充電。當(dāng)電池充滿電時(shí),車輛制動(dòng)器則會(huì)激活。制動(dòng)器可能會(huì)過熱,在最壞的情況下甚至可能燃燒。安裝測試臺(tái)的費(fèi)用達(dá)到數(shù)千萬,被測試的原型車的價(jià)值更是不可估量。使用紅外攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控可以通過及時(shí)干預(yù)來保護(hù)它們。”由于開發(fā)了這個(gè)產(chǎn)品,mk-messtechnik獲得了2019年埃斯林根(Esslingen)創(chuàng)新獎(jiǎng)提名。
用于精準(zhǔn)定位的微型電機(jī)
為了確保攝像機(jī)能夠精準(zhǔn)定位,mk-messtechnik使用了FAULHABER的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?!拔覀冊诮V袦y試了很多伺服電機(jī)和電機(jī),但它們不夠精準(zhǔn)或不夠堅(jiān)固。而在FAULHABER,我們終于找到了合適的電機(jī)?!?/P>
在定位攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)/傾斜頭中,帶有貴金屬換向器的兩個(gè)1516…SR系列直流微電機(jī)與15/8系列正齒輪減速機(jī)(傳動(dòng)比900:1)配合使用?!捌鸪跷覀儑L試了500:1的傳動(dòng)比,但是太快了。盡管旋轉(zhuǎn)頭在900:1傳動(dòng)比下旋轉(zhuǎn)得更慢,但它可以移動(dòng)更大的重量,并且具有最佳的電氣屏蔽性。”高效率是選擇該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的另一個(gè)原因,因?yàn)樾D(zhuǎn)所需的動(dòng)力由攝像機(jī)的電池提供。在實(shí)際生產(chǎn)中,除了攝像機(jī)模塊和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是外包,mk-messtechnik自行開發(fā)和制造了整個(gè)系統(tǒng),這讓客戶受益,正如Kull博士強(qiáng)調(diào)的那樣:“當(dāng)任務(wù)變得復(fù)雜,或是需要進(jìn)行個(gè)別修改時(shí),能夠自己開發(fā)和制造產(chǎn)品的這種能力使我們可以非常靈活地做出反應(yīng)。對(duì)我們來說,沒有不可能完成的任務(wù)——至少不在物理學(xué)范圍內(nèi)?!薄?/P>
(轉(zhuǎn)載)