采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器制造技术

采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器属于二维运动模拟技术领域，其特征在于，它含有：方位运动模拟机构和俯仰运动模拟机构，前者含有：带有轴承式滑块且由大梁垂直支撑在地面上的弧形导轨，定子感应导体固定在支撑弧形导轨的大梁上而接有交流电源的动子安置在轴承式滑块上的异步直线电机和方位运动传感器；后者含有：与上述异步直线电机的动子相连的步进电机，由受步进电机驱动的钢绳和与钢绳滑动连接的上、下两个滑轮构成的滑轮传动机构以及供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动的直线导轨。方位运动传感器由带标尺的定位光栅和光电传感器构成。它还装有Ｘ轴运动接近开关和限位开关、Ｙ轴的调零开关。该模拟器在受工控机控制的可编程逻辑控制器控制下可在垂直于地面的圆柱面工作任何轨迹的运动。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器属于二维运动模拟
因此，目前的二维模拟器还不能高速加减速地在垂直地面的圆弧面内作各种轨迹的运动。本专利技术的特征在于它包含方位运动模拟机构和俯仰运动模拟机构，其中，方位运动模拟机构含有带有轴承式滑块且垂直支撑在地面上的弧形导轨，定子感应导体固定在支撑弧形导轨的大梁上而连接交流电源的动子安置在轴承式滑块上的异步直线电机和方位运动传感器；俯仰运动模拟机构含有与上述异步直线电机的动子相连的步进电机、由受步进电机驱动的钢绳和与钢绳滑动连接的上、下两个滑轮构成的滑轮传动结构，供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动用的直线导轨以及支架。所述的方位运动传感器由固定在弧形导轨上的定位光栅和X轴运动接近开关以及装在所述异步直线电机动子上的光电传感器构成。所述的方位运动模拟机构中，所述的异步直线电机经变频器受控于与一个工控机相连的可编程逻辑控制器PLC。所述的方位运动模拟机构中，所述的光电传感器输出端与一个受控于工控机的可编程逻辑控制器PLC相连。所述的步进电机经驱动器受控于一个与工控机相连的可编程逻辑控制器。在所述的俯仰运动模拟机构中，在所述的直线导轨上，装有Y轴防撞块、调零开关和垂直位置标尺。在所述的方位运动模拟机构中，在所述的弧形导轨上，沿定位光栅装有X轴运动接近开关、X轴限位开关。在所述的俯仰运动模拟机构中，所述的直线导轨、上、下两个滑轮、上、下两个防撞块都装在一个俯仰运动支架上。所述的异步直线电机的定子感应导体为铺在支撑弧形导轨的大梁上的间隔切缝的铜条，动子则连接交流电源。使用说明它可实现预期目的。图2与本专利技术所述的二维运动模拟器配套的控制器的电路原理框图。图3上述二维运动模拟器主视图。图4上述二维运动模拟器侧视5上述二维运动模拟器主视局部放大图。图6上述二维运动模拟器的俯视局部放大图。图7弧线导轨和滑块的截面示意图。图8上述控制器的电路原理图。图9异步直线电机动子结构图图9(a)-主视图；9(b)-侧视图；9(c)-俯视图。再见图2。11是工控机，采用Pentium200MHz的CPU，12是可编程逻辑控制器PLC，13是步进电机驱动器，为日本乐孜(RORZE)公司的生产PRIME系列五相步进电机配套的驱动器。14X为X轴的限位开关，15X为X轴的运动接近开关，起X轴定位、调零作用，15Y为Y轴的调零开关，型号为NPN-5霍尔接近开关。上述驱动器13、步进电机6、开关15Y共同构成俯仰运动系统。16是变频器，型号为安川606-PC3型(3.7KW，380V)。17是带刻度标尺的定位光栅，18是光电传感器，分别固定在弧形导轨1和动子5上。上述变频器16、异步直线电机、定位光栅17、光电传感器18、X轴限位开关14X、X轴运动接近开关15X共同构成方位运动系统，它们和工控机11、PLC的连接关系已如上述。再见图3～图6。直线电机动子5装在直线电机动子机壳25中，通过联结件24和定位座23相连安置在滑块2上，滑块2与弧形导轨1间有轴承3。直线导轨20、滑轮8a、8b、制动块34a、34b和钢尺22都固定在俯仰运动支架9上，装有喇叭天线19的载物架21通过轴承3可在直线导轨20上作俯仰运动。钢绳7通过紧线器26固定在载物架21上，从而带动喇叭天线19运动。控制电路的接线通过接线盒27与直线电机动子5、步进电机6、左右两个X轴限位开关14X、X轴接近开关15X、Y轴调零开关15Y相连。再见图7。大梁33支撑着弧线导轨1、由滑块2和轴承3共同构成的轴承式滑块、直线电机定子4。再见图8。PLC的型号是松下FP1，变频器16的型号是安川606-PC3型(3.7KW，380V)，步进电机6和其驱动器13的型号已如上述。其相互连接关系见图8。再见图9。28是直线电机动子铁心，由两块铁心夹板29a和29b固定。动子绕组30中通以交流电流，在定子4中产生感应电流。轴承31和轴承座32支撑着直线电机动子5在定子4上方运动。由此可见，借助于方位运动和俯仰运动的模拟机构而构成的二维运动模拟器可在工控机控制下执行可编程逻辑控制器PLC的指令在垂直于地面的圆柱面内作任何轨迹的柱面二维运动。权利要求1.采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，含有二维运动模拟机构，其特征在于，它包含方位运动模拟机构和俯仰运动模拟机构，其中，方位运动模拟机构含有带有轴承式滑块且垂直支撑在地面上的弧形导轨，定子感应导体固定在支撑弧形导轨的大梁上而连接交流电源的动子安置在轴承式滑块上的异步直线电机和方位运动传感器；俯仰运动模拟机构含有与上述异步直线电机的动子相连的步进电机、由受步进电机驱动的钢绳和与钢绳滑动连接的上、下两个滑轮构成的滑轮传动结构，供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动用的直线导轨以及支架。2.根据权利要求1所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于所述的方位运动传感器由固定在弧形导轨上的定位光栅和X轴运动接近开关以及装在所述异步直线电机动子上的光电传感器构成。3.根据权利要求1、2所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于所述的方位运动模拟机构中，所述的异步直线电机经变频器受控于与一个工控机相连的可编程逻辑控制器PLC。所述的光电传感器输出端与一个受控于工控机的可编程逻辑控制器PLC相连。4.根据权利要求1所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于所述的步进电机经驱动器受控于一个与工控机相连的可编程逻辑控制器PLC。5.根据权利要求1所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于在所述的俯仰运动模拟机构中，在所述的直线导轨上，装有Y轴防撞块、调零开关和垂直位置标尺。6.根据权利要求1所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于在所述的方位运动模拟机构中，在所述的弧形导轨上，沿定位光栅装有X轴运动接近开关和X轴限位开关。7.根据权利要求1所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于在所述的俯仰运动模拟机构中，所述的直线导轨、上、下两个滑轮、上、下两个防撞块都装在一个俯仰运动支架上。8.根据权利要求1所述的采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，其特征在于所述的异步直线电机的定子感应导体为铺在支撑弧形导轨的大梁上的间隔切缝的铜条，动子则连接交流电源。全文摘要采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器属于二维运动模拟
，其特征在于，它含有方位运动模拟机构和俯仰运动模拟机构，前者含有带有轴承式滑块且由大梁垂直支撑在地面上的弧形导轨，定子感应导体固定在支撑弧形导轨的大梁上而接有交流电源的动子安置在轴承式滑块上的异步直线电机和方位运动传感器；后者含有与上述异步直线电机的动子相连的步进电机，由受步进电机驱动的钢绳和与钢绳滑动连接的上、下两个滑轮构成的滑轮传动机构以及供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动的直线导轨。方位运动传感器由带标尺的定位光栅和光电传感器构成。它还装有X轴运动接近开关和限位开关、Y轴的调零开关。该模拟器在受工控机控制的可编程逻辑控制器控制下可在垂直于地面的圆柱面工作任何轨迹的运动。文档编号G06G7/00GK1466096SQ0213095公开日2004年1月7日 申请日期2002年9月23日 优先权日2002年6月14日专利技术者蒋晓华, 赖永传, 姜新建, 苏鹏本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用柱面二维坐标系的二维运动模拟器，含有二维运动模拟机构，其特征在于，它包含方位运动模拟机构和俯仰运动模拟机构，其中，方位运动模拟机构含有：带有轴承式滑块且垂直支撑在地面上的弧形导轨，定子感应导体固定在支撑弧形导轨的大梁上而连接交流电源的动子安置在轴承式滑块上的异步直线电机和方位运动传感器；俯仰运动模拟机构含有：与上述异步直线电机的动子相连的步进电机、由受步进电机驱动的钢绳和与钢绳滑动连接的上、下两个滑轮构成的滑轮传动结构，供与钢绳相连的模拟目标作俯仰运动用的直线导轨以及支架。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：蒋晓华，赖永传，姜新建，苏鹏声，王桂花，周颐，蒲一平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]