模块化组合的调整平台及调整平台的控制方法技术

本发明专利技术涉及自动化技术领域，尤其涉及一种模块化组合的调整平台及调整平台的控制方法，所述调整平台包括组合动平台、模块单元以及组合基座；所述模块单元用于连接所述组合动平台和所述组合基座；所述模块单元由动平台、基座以及UPU支腿组成；所述UPU支腿用于连接所述动平台和所述基座；所述动平台与所述组合动平台螺栓连接，所述基座与所述组合基座螺栓连接；本发明专利技术提供一种利用Stewart并联平台为模块单元的组合调整平台，该组合调整平台为冗余驱动，在保证组合平台的调姿精度的前提下，解决模块单元间协同运动问题。模块单元间协同运动问题。模块单元间协同运动问题。

【技术实现步骤摘要】
模块化组合的调整平台及调整平台的控制方法


[0001]本专利技术涉及自动化
，尤其涉及一种模块化组合的调整平台及调整平台的控制方法。

技术介绍

[0002]为了保证空间光学望远镜优越的在轨观测性能，在其研制阶段必须广泛而深入地开展地面测试与验证工作。其中，地面光学指标测试过程中，光学望远镜光轴对准要求较高，光轴调整角分辨率将直接影响测试结果。
[0003]随着望远镜口径和焦距的进一步增大，望远镜尺寸和重量也随之增大，地面测试光轴对准难度也进一步提高。目前我国正在研制的2m口径量级空间望远镜光轴对准分辨率要求优于0.13
″
，未来我国3m口径量级望远镜光轴对准要求甚至达到0.01
″
。传统的Stewart并联机构，随着台面尺寸增大，6个支撑点已经无法满足要求，从而导致台面变形较大、支撑点应力集中严重、支腿承载力过大等问题，最终影响光学载荷测试精度。此外，如果还是沿用传统的单个Stewart并联平台调整方案，由于其固有的构型特点，台面尺寸过大将导致平台高度过高，这不仅放大由地基及支撑结构传至光学载荷的微振动振幅，同时增大超大型真空检测装备的纵向尺寸，大大提高光学检测难度和装备费用投入。因此传统方案已经无法满足大包络、大承载及光轴对准需求，严重制约着我国大口径空基观测技术的发展。
[0004]因此，发展适用于新一代空间大口径望远镜研制需求的，具有大台面大承载能力的低重心模块化组合调整平台刻不容缓。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决上述问题，提供一种模块化组合的低重心大承载能力调整平台，该组合调整平台可以实现大台面、大承载能力、低重心及高精度调姿。
[0006]本专利技术提供一种模块化组合的调整平台，所述调整平台包括组合动平台、模块单元以及组合基座；所述模块单元用于连接所述组合动平台和所述组合基座；所述模块单元由动平台、基座以及UPU支腿组成；所述UPU支腿用于连接所述动平台和所述基座；所述动平台与所述组合动平台螺栓连接，所述基座与所述组合基座螺栓连接。
[0007]优选的，所述模块单元的数量为M*N个，M为一排的所述模块单元的数量，N为一列的所述模块单元的数量；每个所述模块单元以等间距纵横排列。
[0008]优选的，所述模块单元采用stewart构型。
[0009]优选的，所述UPU支腿的数量为六个。
[0010]优选的，所述UPU支腿包括虎克铰链、力传感器和电动缸；所述力传感器串联在所述虎克铰连和所述电动缸之间，所述虎克铰链用于连接所述动平台和所述基座。
[0011]本专利技术还提供一种调整平台的控制方法，所述调整平台为上述本专利技术提供的调整平台，所述模块单元包括中心模块单元和周边模块单元；所述中心模块单元采用位置控制，所述周边模块单元采用内外环阻抗控制。
[0012]优选的，所述控制方法包括步骤：S1、控制所述中心模块单元的运动轨迹与所述组合动平台的运动轨迹一致；S2、由所述组合动平台的目标姿态经过外环阻抗控制器运算之后，再进行逆运动学求解，确定所述周边模块单元的运动轨迹；S3、通过所述组合动平台的动力学逆解，确定各个所述模块单元的期望力和力矩值。
[0013]优选的，所述S2中，引入所述中心模块单元的力反馈信息，用于所述外环阻抗控制器的运算。
[0014]优选的，引入所述周边模块单元的力反馈信息，用于所述周边模块单元自身的内环阻抗控制器的运算。
[0015]优选的，引入各个所述模块单元的编码器信息，用于所述模块单元的位置控制器的运算。
[0016]本专利技术提出了一种利用Stewart并联平台为模块单元的组合调整平台，该组合调整平台为冗余驱动，在保证组合平台的调姿精度的前提下，解决模块单元间协同运动问题；同时，提出了控制方法为：中心位置的模块单元采用位置控制，其余周边位置的模块单元采用内外环阻抗控制；引入中心模块单元X的力反馈信息，用于外环阻抗控制器的运算使用，引入其余周边模块单元的力反馈信息，用于周边模块单元自身的内环阻抗控制器的运算使用，引入各个模块单元的编码器信息，用于各个模块单元自身的位置控制器的运算使用；通过使用本专利技术的控制方法，解决了主流紧协同控制过程中无法保证协同的运动轨迹的跟踪精度问题。
附图说明
[0017]图1是本专利技术具体实施方式中模块化组合的调整平台的结构示意图。
[0018]图2是本专利技术具体实施方式中调整平台中模块单元的结构示意图。
[0019]图3是本专利技术具体实施方式中调整平台中UPU支腿的结构示意图。
[0020]图4是本专利技术具体实施方式中调整平台的控制方法流程示意图。
[0021]图5是本专利技术具体实施方式中模块化组合的调整平台的结构的部分示意图。
[0022]附图标记:组合动平台1，模块单元2，组合基座3，动平台2
‑
1，UPU支腿2
‑
2，基座2
‑
3，虎克铰链2
‑2‑
1，力传感器2
‑2‑
2，电动缸2
‑2‑
3。
具体实施方式
[0023]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0024]如图1所示，为本专利技术具体实施方式中模块化组合的调整平台的结构示意图，从图中可以看出，本专利技术具体实施方式中提供的是一种模块化组合的低重心大承载能力的调整平台，所述调整平台包括组合动平台1、模块单元2以及组合基座3；所述模块单元2用于连接所述组合动平台1和所述组合基座3；图2是本专利技术具体实施方式中调整平台中模块单元的
结构示意图，从图中可以看出，所述模块单元2由动平台2
‑
1、基座2
‑
3以及UPU支腿2
‑
2组成；UPU支腿中U代表虎克铰，P代表移动副；所述UPU支腿2
‑
2用于连接所述动平台2
‑
1和所述基座2
‑
3；所述动平台2
‑
1与所述组合动平台1螺栓连接，所述基座2
‑
3与所述组合基座3螺栓连接。
[0025]具体的实施方式中，如图1所示，所述模块单元2采用stewart构型，通常的stewart构型拥有六自由度，有六条支链，每条支链的两端为球副，中间由一移动副连接两杆；具体的实施方式中，模块化组合的调整平台中，所述模块单元2的数量为M*N个，M为一排的所述模块单元2的数量，N为一列的所述模块单元2的数量；M和N可以分别为任一数值，没有特别的限制；每个所述模块单元2以等间距纵横排列；优选的实施方式中，每个所述模块单元2都完全相同；通过采用这种结构，在增大整个调整平台承载能力的同时，不提高组合平台重心。
[0026]具体的实施方式中，所述UPU支腿2
‑
2的数量为六个；图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化组合的调整平台，其特征在于，所述调整平台包括组合动平台、模块单元以及组合基座；所述模块单元用于连接所述组合动平台和所述组合基座；所述模块单元由动平台、基座以及UPU支腿组成；所述UPU支腿用于连接所述动平台和所述基座；所述动平台与所述组合动平台螺栓连接，所述基座与所述组合基座螺栓连接。2.如权利要求1所述的调整平台，其特征在于，所述模块单元的数量为M*N个，M为一排的所述模块单元的数量，N为一列的所述模块单元的数量；每个所述模块单元以等间距纵横排列。3.如权利要求1所述的调整平台，其特征在于，所述模块单元采用stewart构型。4.如权利要求1所述的调整平台，其特征在于，所述UPU支腿的数量为六个。5.如权利要求1所述的调整平台，其特征在于，所述UPU支腿包括虎克铰链、力传感器和电动缸；所述力传感器串联在所述虎克铰连和所述电动缸之间，所述虎克铰链用于连接所述动平台和所述基座。6.一种调整平台的控制方法，其特征在于，所述调整平...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜爱民，韩哈斯敖其尔，初永志，韩春杨，徐振邦，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
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