總線型並聯六自由度平臺陣列的製作方法

2023-06-03 03:04:46

專利名稱：總線型並聯六自由度平臺陣列的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種六自由度平臺陣列，具體的是一種總線型並聯六自由度平臺陣列。
背景技術：
傳統的伺服電機控制技術是通過運動控制卡發出脈衝信號和方向信號，驅動伺服電機做不同動作。每一個伺服電機都需要一組對應的脈衝信號和方向信號控制，六自由度平臺有六個伺服電機就需要六組信號。這樣，若有多個六自由度平臺，需要的信號就更多，這樣需要多個運動控制卡，並且接線也比較混亂。

實用新型內容為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種總線型並聯六自由度平臺陣列，包括控制系統、伺服系統和多個六自由度運動平臺，控制系統和伺服系統連接，其特徵在於:所述控制系統包括計算機、CAN總線通信適配卡和CAN總線，伺服系統包括伺服驅動器和伺服電機，所述計算機與CAN總線通信適配卡連接，所述CAN總線通信適配卡與CAN總線連接，所述CAN總線與伺服驅動器連接，所述伺服驅動器與伺服電機連接。進一步的，伺服驅動器和伺服電機的個數都為六個。進一步的，所述六自由度運動平臺可擴展至20個。進一步的,每個六自由度運動平臺有六個軸支撐,每個軸包括第一虎克鉸、第二虎克鉸、伺服電動缸，上平臺、下平臺。進一步的，所述伺服電機與伺服電動缸連接，所述伺服電動缸與第二虎克鉸連接，所述第二虎克鉸與上平臺連接，所述下平臺與第一虎克鉸連接，進一步的，所述下平臺固定在基礎上。本實用新型的總線型並聯六自由度平臺陣列以總線型方式控制伺服電機使平臺可以模擬各種空間運動姿態，並且達到精確控制和信息的反饋。用CAN總線控制伺服電機，只需要一臺計算機通過CAN總線通信適配卡向總線發送控制信息，伺服驅動器選擇需要的信息接收來控制伺服電機，不再需要運動控制卡，節省了硬體和接線，實現了傳輸信號的數位化。一條CAN總線最多可以有128個節點，一個六自由度平臺有六個伺服電機即六個節點，所以一條總線可以控制最多20個六自由度平臺，並且總線抗幹擾能力強，可以適應惡劣的工作環境。六自由度運動平臺涉及到機械、伺服電動缸、伺服電機、控制、計算機、傳感器，空間運動數學模型、實時信號傳輸處理等一系列高科技領域，因此六自由度運動平臺是控制領域水平的標誌性象徵。主要包括平臺的空間運動機構、伺服系統、控制系統。總線型並聯六自由度平臺陣列，利用總線型控制方式控制伺服電機，經過虎克鉸、伺服電動缸的傳動使上平臺可以模擬各種空間動作。本方案的有益效果:通過CAN總線控制伺服電機可以精確控制多個伺服電機並且反饋伺服電機信息，通信控制只需要一條總線，傳輸信號數位化；需要增加伺服電機數目時，只需在CAN總線上增加節點，不需額外增加控制硬體，節省安裝與維修費用。

圖1是本實用新型的總線型並聯六自由度平臺陣列結構示意圖；圖2是六自由度運動平臺結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，本實用新型的總線型並聯六自由度平臺陣列包括三部分，分別是控制系統、伺服系統和多個六自由度運動平臺5。所述控制系統包括計算機1、CAN總線通信適配卡2和CAN總線3。伺服系統包括六個伺服驅動器4和六個伺服電機7。如圖2所示，六自由度運動平臺5最多可擴展至N=20個。每個六自由度運動平臺5有六個軸支撐，每個軸包括虎克鉸6、9、伺服電動缸8，還有上平臺10、下平臺11。計算機I與CAN總線通信適配卡2連接，CAN總線通信適配卡2與CAN總線3連接，CAN總線3與伺服驅動器4連接，伺服驅動器4與伺服電機7連接，伺服電機7與伺服電動缸8連接，伺服電動缸8與虎克鉸9連接，虎克鉸9與上平臺10連接，下平臺11與虎克鉸6連接，下平臺11固定在基礎上。本實用新型的總線型並聯六自由度平臺陣列工作過程如下:在計算機I上設置控制程序，經過CAN總線通信適配卡2將控制信息發送到CAN總線3上。伺服驅動器4從CAN總線3上獲取控制信息，分別控制伺服電機7做動作，經過虎克鉸6、9和伺服電動缸8的傳動，上平臺10按控制程序做相應的動作，同時伺服驅動器4也將伺服電機7的運動信息發送到CAN總線3上，計算機I通過CAN總線通信適配卡2從CAN總線3上獲取反饋信息來校正上平臺10的動作。下平臺11固定在基礎上，藉助六個伺服電動缸8的伸縮運動，完成上平臺10在空間六個自由度U，β，Y，Χ，Y，Ζ)的運動，從而可以模擬出各種空間運動姿態。以上所述及圖中所示的僅是本實用新型的優選實施方式。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，這些也應視為屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種總線型並聯六自由度平臺陣列，包括控制系統、伺服系統和多個六自由度運動平臺(5)，控制系統和伺服系統連接，其特徵在於:所述控制系統包括計算機(I)、CAN總線通信適配卡(2)和CAN總線(3)，伺服系統包括伺服驅動器(4)和伺服電機(7)，所述計算機(I)與CAN總線通信適配卡(2)連接，所述CAN總線通信適配卡(2)與CAN總線(3)連接，所述CAN總線(3)與伺服驅動器(4)連接，所述伺服驅動器(4)與伺服電機(7)連接。
2.如權利要求1所述的總線型並聯六自由度平臺陣列，其特徵在於:所述伺服驅動器(4)和伺服電機(7)的個數都為六個。
3.如權利要求1所述的總線型並聯六自由度平臺陣列，其特徵在於:所述六自由度運動平臺(5)可擴展至20個。
4.如權利要求1所述的總線型並聯六自由度平臺陣列，其特徵在於:每個六自由度運動平臺(5)有六個軸支撐，每個軸包括第一虎克鉸(6)、第二虎克鉸(9)、伺服電動缸(8)，上平臺(10)、下平臺(11)。
5.如權利要求4所述的總線型並聯六自由度平臺陣列，其特徵在於:所述伺服電機(7)與伺服電動缸(8)連接，所述伺服電動缸(8)與第二虎克鉸(9)連接，所述第二虎克鉸(9)與上平臺(10)連接，所述下平臺(11)與第一虎克鉸(6)連接。
6.如權利要求5所述的總線型並聯六自由度平臺陣列，其特徵在於:所述下平臺(11)固定在基礎上。
專利摘要本實用新型公開了一種總線型並聯六自由度平臺陣列，由計算機、CAN總線通信適配卡以及多個並聯六自由度運動平臺構成，平臺數最多可達到20。所述計算機通過CAN總線通信適配卡與並聯六自由度平臺的伺服驅動器連接，伺服驅動器須具備CAN總線接口。採用CAN總線通信的方式驅動六自由度平臺與傳統的脈衝方向控制或者模擬量控制有本質不同，由一臺計算機即可實現最多20個六自由度平臺的控制，無須專門的運動控制卡，硬體接線與軟體控制簡單，系統可靠性好。
文檔編號G05B19/418GK203012490SQ201320004438
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月6日 優先權日2013年1月6日
發明者徐志鵬, 李志嘉 申請人:杭州夸克科技有限公司