带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法，包含：上平台、下平台、连接设置在两者之间的3组连接组件、以及控制各个连接组件运动调整的水平控制系统；其中，每组连接组件包含：球幅连接模块，顶部与上平台固定连接；液压缸模块，顶部与球幅连接模块固定连接；旋转基座模块，顶部与液压缸模块固定连接，底部与下平台固定连接；通过水平控制系统控制旋转基座模块的旋转和移动，配合控制球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过多个方向的控制调节至水平。本发明专利技术能有效增加上平台的调节方式；并且通过深度学习功能和反馈调节，精确调节上平台至水平理想状态。

【技术实现步骤摘要】
带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法
本专利技术涉及一种三点平台结构及其控制方法，具体是指带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法，属于三点平台结构控制的

技术介绍
随着现代社会的发展，对于各种机器的作业要求也越来越高，更多的体现在需要在平衡的工作台上进行工作。现如今，使用较多的是六自由度平台结构，但是该结构相对较为复杂，其中上平台不能进行灵活的水平移动，而下平台的液压缸位置则是固定的，这就使得液压缸的受力方式不可变化。因此，目前所普遍使用的六自由度平台结构具有结构复杂，灵活度低，兼容性差，无法适应不同环境的问题。基于上述，本专利技术提出一种带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法，结构简化，灵活度高，兼容性好，适应度强，可有效解决现有技术中存在的缺点和限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法，通过球幅连接模块连接上平台和液压缸模块，通过旋转基座模块连接下平台和液压缸模块，有效增加上平台的调节方式；并且通过深度学习功能和反馈调节，精确调节上平台至水平理想状态。为实现上述目的，本专利技术提供一种带有水平控制系统的三点平台结构，包含：上平台、下平台、连接设置在上平台和下平台之间的3组连接组件、以及控制各个连接组件运动调整的水平控制系统；其中，每组连接组件包含：球幅连接模块，顶部与上平台固定连接；液压缸模块，顶部与球幅连接模块固定连接；旋转基座模块，顶部与液压缸模块固定连接，底部与下平台固定连接；通过水平控制系统控制旋转基座模块的旋转和移动，配合控制球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过多个方向的控制调节至水平。所述的球幅连接模块包含：上基座，通过上平台固定装置与上平台固定连接；下基座，通过液压缸固定装置与液压缸模块固定连接；球幅，通过球幅固定装置分别与上基座以及下基座连接；液压缸模块通过下基座向球幅传动，并通过球幅运动改变上平台的方向和位置，实现对上平台的调节控制。进一步，所述的球幅连接模块还包含限位装置，调整并限制球幅的运动位置。所述的旋转基座模块包含：底座，通过下平台固定装置与下平台固定连接；支撑架，其顶面设置有旋转轨道，通过该旋转轨道与液压缸模块连接；其底面设置有多个车轮固定架，通过对应设置在各个车轮固定架内的车轮与底座连接；通过改变支撑架的旋转方向，带动车轮在底座上多方向的移动，调整液压缸模块的位置。所述的水平控制系统包含：智能交互控制单元，预设三点平台结构的工作环境的相关参数，选择三点平台结构的工作模式；主控单元，与智能交互控制单元连接；传感器模块，设置在三点平台结构上，与主控单元连接，将实时采集到的三点平台结构的空间位置信息和运动信息传输至主控单元；D/A转换器，与主控单元连接，将三点平台结构的空间位置信息和运动信息由数字信号转换为模拟信号；自适应PID控制器模块，具有一并联连接的Smith预估器，与D/A转换器连接，对转换为模拟信号的三点平台结构的空间位置信息和运动信息进行深度学习和处理，最优化的计算出旋转基座模块的移动位置，以及球幅连接模块的最佳位置，通过旋转基座模块移动和旋转的结合，配合球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过自动运动控制调节至理想状态；电子水平仪，设置在上平台上，且与主控单元连接，二次检测上平台的位置信息，并反馈发送至主控单元，进而通过自适应PID控制器模块再次调节液压缸模块的移动位置，使上平台保持平衡状态。所述的水平控制系统还包含：过载控制模块，连接设置在D/A转换器与自适应PID控制器模块之间，对水平控制系统进行过载保护。所述的智能交互控制单元包含：模式选择器，为三点平台结构选择合适的工作模式；参数更改器，根据三点平台结构的工作状态，实时调整旋转基座模块、球幅连接模块以及液压缸模块的运动速度和方向；模拟显示器，显示三点平台结构的运动状态，实时监测其空间位置。所述的传感器模块包含：惯性传感器，安装在上平台上，实时采集上平台的位置信息、运动角速度和运动加速度；位置传感器，安装在旋转基座模块上，实时采集旋转基座模块的位置信息。所述的惯性传感器和位置传感器均通过SPI向主控单元发送所采集到的信息，主控单元读取惯性传感器采集的上平台的位置信息、运动角速度和运动加速度，获得上平台的倾角、升程信息、空间位置信息以及液压缸模块需要调整的位置信息，并且主控单元读取位置传感器采集的旋转基座模块的位置信息。本专利技术还提供一种带有水平控制系统的三点平台结构的控制方法，包含以下步骤：S1、通过智能交互控制单元预设三点平台结构的工作环境的相关参数，选择三点平台结构的工作模式；S2、惯性传感器将实时采集到的上平台的位置信息、运动角速度和运动加速度，以及位置传感器将实时采集到的旋转基座模块的位置信息传输至主控单元，得到上平台的倾角、升程信息、空间位置信息、液压缸模块需要调整的位置信息以及旋转基座模块的位置信息；经由D/A转换器进行数模转换后传输至自适应PID控制器模块；S3、具有Smith预估器的自适应PID控制器模块对接收到的信息进行深度学习和处理，最优化的计算出旋转基座模块的移动位置，以及球幅连接模块的最佳位置，通过旋转基座模块移动和旋转的结合，并配合球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过自动运动控制调节至理想状态；S4、通过电子水平仪二次检测上平台的位置信息，并反馈发送至主控单元，进而通过自适应PID控制器模块再次调节液压缸模块的移动位置，使上平台保持平衡状态。综上所述，本专利技术所提供的带有水平控制系统的三点平台结构及其控制方法，通过三个支撑点支撑上平台，并借助每个支撑点上设置的液压缸模块的伸缩运动来完成上平台的水平调节；同时水平控制系统利用电子水平仪作为反馈模块，并通过增加设置了球幅连接模块和旋转基座模块,使上平台的灵活度更高，可适应不同的环境，兼容性好，适应度强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中的水平控制系统的结构框图；图2为本专利技术中的具有Smith预估器的自适应PID控制方法的流程图；图3为本专利技术中的过载控制模块的电路图；图4为本专利技术中的三点平台结构的结构示意图；图5为本专利技术中的旋转基座的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有水平控制系统的三点平台结构，其特征在于，包含：上平台、下平台、连接设置在上平台和下平台之间的3组连接组件、以及控制各个连接组件运动调整的水平控制系统；其中，每组连接组件包含：球幅连接模块，顶部与上平台固定连接；液压缸模块，顶部与球幅连接模块固定连接；旋转基座模块，顶部与液压缸模块固定连接，底部与下平台固定连接；通过水平控制系统控制旋转基座模块的旋转和移动，配合控制球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过多个方向的控制调节至水平。

【技术特征摘要】
1.一种带有水平控制系统的三点平台结构，其特征在于，包含：上平台、下平台、连接设置在上平台和下平台之间的3组连接组件、以及控制各个连接组件运动调整的水平控制系统；其中，每组连接组件包含：球幅连接模块，顶部与上平台固定连接；液压缸模块，顶部与球幅连接模块固定连接；旋转基座模块，顶部与液压缸模块固定连接，底部与下平台固定连接；通过水平控制系统控制旋转基座模块的旋转和移动，配合控制球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过多个方向的控制调节至水平。2.如权利要求1所述的带有水平控制系统的三点平台结构，其特征在于，所述的球幅连接模块包含：上基座，通过上平台固定装置与上平台固定连接；下基座，通过液压缸固定装置与液压缸模块固定连接；球幅，通过球幅固定装置分别与上基座以及下基座连接；液压缸模块通过下基座向球幅传动，并通过球幅运动改变上平台的方向和位置，实现对上平台的调节控制。3.如权利要求2所述的带有水平控制系统的三点平台结构，其特征在于，所述的球幅连接模块还包含限位装置，调整并限制球幅的运动位置。4.如权利要求2所述的带有水平控制系统的三点平台结构，其特征在于，所述的旋转基座模块包含：底座，通过下平台固定装置与下平台固定连接；支撑架，其顶面设置有旋转轨道，通过该旋转轨道与液压缸模块连接；其底面设置有多个车轮固定架，通过对应设置在各个车轮固定架内的车轮与底座连接；通过改变支撑架的旋转方向，带动车轮在底座上多方向的移动，调整液压缸模块的位置。5.如权利要求4所述的带有水平控制系统的三点平台结构，其特征在于，所述的水平控制系统包含：智能交互控制单元，预设三点平台结构的工作环境的相关参数，选择三点平台结构的工作模式；主控单元，与智能交互控制单元连接；传感器模块，设置在三点平台结构上，与主控单元连接，将实时采集到的三点平台结构的空间位置信息和运动信息传输至主控单元；D/A转换器，与主控单元连接，将三点平台结构的空间位置信息和运动信息由数字信号转换为模拟信号；自适应PID控制器模块，具有一并联连接的Smith预估器，与D/A转换器连接，对转换为模拟信号的三点平台结构的空间位置信息和运动信息进行深度学习和处理，最优化的计算出旋转基座模块的移动位置，以及球幅连接模块的最佳位置，通过旋转基座模块移动和旋转的结合，配合球幅连接模块的运动，将三点平台结构通过自动运动控制调节至理想状态；电子水平仪，设置在上平台上，且与主控单元连接，二次检测上...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐刚，时晨，胡雄，杨志启，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海,31