可开环控制的精确重复定位驱动系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种可开环控制的精确重复定位驱动系统和控制方法，包括：一个或多个行程限定机构；所述行程限定机构，包括：运动块(100)、固定块(200)、驱动机构；运动块(100)具有被动件连接端；运动块(100)在第一方向上被限定在固定块(200)的滑槽界定的运动行程中；多个行程限定机构中的运动块的运动行程的方向存在不同。本发明专利技术通过运动块与固定块之间的结构配合实现对运动块的运动行程的限定，当具有多个行程限定机构时还可以对运动块的复合行程进行限定，从而提高了驱动控制的精度，并可以实现扫掠等运动。

Accurate repetitive positioning drive system with open loop control and control method thereof

The invention provides an open-loop control precise repeat positioning driving system and control method, including one or more of a travel limit mechanism; the stroke limiting mechanism, including: motion block (100), a fixed block (200) and a drive mechanism; motion block (100) is connected with the moving parts end; moving block (100) in a first direction is defined in a fixed block (200) motion defined in a chute; stroke limiting movement motion mechanism in different direction. The present invention through the motion block structure and fixed block matching between the moving stroke of limited motion, when the composite has a plurality of stroke stroke limiting mechanism can also block movement limit, so as to improve the driving control precision, and can realize the sweeping movement.

【技术实现步骤摘要】
可开环控制的精确重复定位驱动系统及其控制方法
本专利技术涉及精密驱动领域，具体地，涉及可开环控制的精确重复定位驱动系统及其控制方法。
技术介绍
在精密或精确重复定位驱动领域，需要对被动件进行精密驱动以微调被动件的位置，其运动方式可以为平动和转动。现有技术的不足之处是，驱动力大小难以精确控制，驱动力过大或过小将导致被动件不能到达指定位置或者运动过指定位置。因而，现有技术通常以闭环方式对驱动进行精密控制，但是，闭环方式的控制精度仍然难以有显著的提高，尤其是在重复定位的实现上的准确度波动较大。所以，有必要设计一种可开环控制的精确重复定位驱动系统及其控制方法。其一优选的是，可以选择不再使用闭环控制，其二可选的是，考虑到已有设备的改造升级成本，也可以继续使用闭环控制，但是能够不再需要闭环控制本身具有很高的精度，而是通过本专利技术实现高精密性能。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种可开环控制的精确重复定位驱动系统及其控制方法。根据本专利技术提供的一种可开环控制的精确重复定位驱动系统，包括：行程限定机构；所述行程限定机构，包括：运动块100、固定块200、驱动机构；运动块100具有被动件连接端；驱动机构能够驱动运动块100运动；运动块100在第一方向上被限定在固定块200的滑槽界定的运动行程中；行程限定机构的数量为一个或者多个，其中，多个行程限定机构中的运动块的运动行程的方向存在不同。优选地，在行程限定机构中，运动块100的运动方式为：-平动，相应地，第一方向为直线方向；或者-转动，相应地，第一方向为周向方向。优选地，驱动机构包括如下任一种或任多种装置：-第一磁体300、第二磁体400；第一磁体300设置在运动块100上；第二磁体400设置在固定块200上；第一磁体包括电磁体，第二磁体包括电磁体、导磁体或者永磁体；或者，第一磁体包括电磁体、导磁体或者永磁体，第二磁体包括电磁体；-热致伸缩驱动装置；-静电驱动装置；-智能材料驱动装置；-气动驱动装置；或者-机械驱动装置。优选地，所述多个行程限定机构中，通过被动件连接端所连接的被动体500的联动，至少有一个行程限定机构的运动块在第二方向上被限定在其它行程限定机构的固定块的滑槽界定的运动行程中。优选地，所述被动件连接端与被动件刚性连接，或者所述被动件连接端通过弹性体连接被动件。优选地，还包括弹性复位机构；被动件连接在弹性复位机构与运动块100的被动件连接端之间。优选地，在所述行程限定机构中，除了第一方向，运动块100还在第三方向上被限定在固定块200的滑槽界定的运动行程中。优选地，固定块200的滑槽与运动块100的运动空间构型约束相匹配；运动行程由运动块100与固定块200滑槽的结构尺寸差异决定；其中，该尺寸差异为固定值或者可调值；所述滑槽在运动块200的非运动行程方向上，对运动块200起到导向限定作用；所述驱动机构采用开环控制方式进行驱动。优选地，运动块100为十字形结构，固定块200具有与运动块100匹配的十字形的滑槽；十字形结构的交叉的两臂方向分别为第一方向、第三方向。本专利技术提供一种根据上述的可开环控制的精确重复定位驱动系统的控制方法，通过驱动机构的驱动，使被动体的指定部位进行扫掠运动。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术通过运动块与固定块之间的结构配合实现对运动块的运动形成的限定，当具有多个行程限定机构时还可以对运动块的复合行程进行限定，从而提高了驱动控制的精度，并可以实现扫掠等运动。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1、图2、图3、图4为本专利技术第一实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图5为本专利技术第二实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图6为本专利技术第三实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图7为本专利技术第四实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图8、图9为本专利技术第五实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图10为本专利技术第六实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图11、图12为本专利技术第七实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图13为本专利技术第八实施例提供的可开环控制的精确重复定位驱动系统的结构示意图。图中示出：运动块100固定块200第一磁体300第二磁体400被动体500弹性体600光纤700具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。基本实施例本专利技术提供一种可开环控制的精确重复定位驱动系统，包括：行程限定机构；所述行程限定机构，包括：运动块100、固定块200、驱动机构；运动块100具有被动件连接端；驱动机构能够驱动运动块100运动；运动块100在第一方向上被限定在固定块200的滑槽界定的运动行程中；行程限定机构的数量为一个或者多个，其中，多个行程限定机构中的运动块的运动行程的方向存在不同。接下来结合附图，对基本实施例的各个优选例进行具体说明。第一实施例如图1、图2、图3、图4所示，在第一实施例中，有两个行程限定机构。在每个行程限定机构中，运动块100受到驱动机构的驱动的运动方式为平动，相应地，第一方向为直线方向。驱动机构包括能够产生磁路的第一磁体300、第二磁体400；第一磁体300设置在运动块100上；第二磁体400设置在固定块200上；第一磁体包括电磁体，第二磁体包括电磁体、导磁体或者永磁体；或者，第一磁体包括电磁体、导磁体或者永磁体，第二磁体包括电磁体。通过被动件连接端所连接的被动体500的联动，每个行程限定机构的运动块在第二方向上被限定在其它行程限定机构的固定块的滑槽界定的运动行程中。所述被动件连接端与被动件刚性连接。优选地，驱动机构采用开环控制方式进行驱动。可选地，驱动机构也可以采用闭环控制方式进行驱动。具体地，图1至图4中的虚线圆形表示被动件的特定部位。图1中，该特定部位在初始时位于第一象限，当图1中位于下方的运动块由滑槽左侧运动到滑槽右侧时，该特定部分运动到第二象限，如图2所示。进一步地，当图2中位于右侧的运动块由滑槽下侧运动到滑槽上侧时，该特定部分运动到第三象限，如图3所示。进一步地，当图3中的下方的运动块由滑槽右侧运动到滑槽左侧时，该特定部分运动到第四象限，如图4所示。因此，通过第一磁体300、第二磁体400的驱动，该特定部分能够在各个象限中进行扫掠运动。第二实施例如图5所示，第二实施例为第一实施例的变化例。在第一实施例中，第二磁体400与第一磁体300的轴向之间相互平行；而在第二实施例中，第二磁体400与第一磁体300的轴向之间相互垂直。需要说明的是，更多的变化例中，第一磁体300与第二磁体400的轴向之间还可以设定为其它角度，只要确保第一磁体300与第二磁体400之间能够形成磁路结构，从而第一磁体300与第二磁体400之间能够相互吸引或者排斥，实现驱动即可。进一步地，第一磁体300、第二磁体4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可开环控制的精确重复定位驱动系统，其特征在于，包括：行程限定机构；所述行程限定机构，包括：运动块(100)、固定块(200)、驱动机构；运动块(100)具有被动件连接端；驱动机构能够驱动运动块(100)运动；运动块(100)在第一方向上被限定在固定块(200)的滑槽界定的运动行程中；行程限定机构的数量为一个或者多个，其中，多个行程限定机构中的运动块的运动行程的方向存在不同。

【技术特征摘要】
1.一种可开环控制的精确重复定位驱动系统，其特征在于，包括：行程限定机构；所述行程限定机构，包括：运动块(100)、固定块(200)、驱动机构；运动块(100)具有被动件连接端；驱动机构能够驱动运动块(100)运动；运动块(100)在第一方向上被限定在固定块(200)的滑槽界定的运动行程中；行程限定机构的数量为一个或者多个，其中，多个行程限定机构中的运动块的运动行程的方向存在不同。2.根据权利要求1所述的可开环控制的精确重复定位驱动系统，其特征在于，在行程限定机构中，运动块(100)的运动方式为：-平动，相应地，第一方向为直线方向；或者-转动，相应地，第一方向为周向方向。3.根据权利要求1所述的可开环控制的精确重复定位驱动系统，其特征在于，驱动机构包括如下任一种或任多种装置：-第一磁体(300)、第二磁体(400)；第一磁体(300)设置在运动块(100)上；第二磁体(400)设置在固定块(200)上；第一磁体包括电磁体，第二磁体包括电磁体、导磁体或者永磁体；或者，第一磁体包括电磁体、导磁体或者永磁体，第二磁体包括电磁体；-热致伸缩驱动装置；-静电驱动装置；-智能材料驱动装置；-气动驱动装置；或者-机械驱动装置。4.根据权利要求1所述的可开环控制的精确重复定位驱动系统，其特征在于，所述多个行程限定机构中，通过被动件连接端所连接的被动体(500)的联动，至少有一个行程限定机构的运动块在第二方向上被限定在其它行程限定机...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌堂，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31