六自由度并联调整平台及其宏微定位控制方法技术

本发明专利技术涉及精密定位技术领域，尤其涉及一种六自由度并联调整平台及其宏微定位控制方法，其中，控制方法包括：S1、搭建六自由度并联调整平台；S2、锁定驱动器，对滑块的滑动距离和丝杠螺母绕滚珠丝杠轴的转动角度进行求解；S3、根据转动角度，对滑块的滑动距离进行衍生运动的补偿；S4、根据步骤S3的补偿结果，锁定滑块的滑动距离和丝杠螺母绕滚珠丝杠轴的转动角度，根据上平台的目标位姿计算驱动器的驱动长度；S5、调整驱动器。本发明专利技术提出的六自由度并联调整平台的宏微定位控制方法，将宏微高精度定位控制分为宏观及两级运动控制，该方法可对宏微定位控制进行解耦，降低宏微定位控制过程中的耦合性。中的耦合性。中的耦合性。

【技术实现步骤摘要】
六自由度并联调整平台及其宏微定位控制方法


[0001]本专利技术涉及精密定位
，尤其涉及一种六自由度并联调整平台及其宏微定位控制方法。

技术介绍

[0002]国内的2m口径空间光学舱采用6自由度并联调整机构对次镜组件的光学位姿失调量进行调整，国外的大型综合巡天望远镜（LSST）采用6自由度Hexapod型并联调整机构对次镜组件以及相机组件进行精密调姿，进而补偿光学系统相差，提高观测质量。上述6自由度并联调整机构均采用步进电机或伺服电机驱动滚珠丝杠，该驱动形式可实现大行程调整，但由于活动组件之间存在间隙，且在驱动组件部分仅应用编码器进行闭环控制，导致上平台精度无法达到微纳量级。

技术实现思路

[0003]本专利技术为解决现有技术中活动组件之间存在间隙，且在驱动组件部分仅应用编码器进行闭环控制，导致上平台精度无法达到微纳量级等缺点，提供一种六自由度并联调整平台及其宏微定位控制方法，具有设计简单的直线促动器，能够通过对六自由度并联调整平台进行宏微定位控制，提高了上平台的控制精度。
[0004]本专利技术提供的六自由度调整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六自由度并联调整平台，其特征在于，包括上平台、下平台、直线促动器和微观驱动器，其中，所述上平台和所述下平台同轴布置，在所述上平台与所述下平台上分别分布有三对上平台铰接点和三对下平台铰接点；所述上平台和所述下平台之间连接有六个微观驱动器，六个微观驱动器均包括上铰链、下铰链和驱动器，所述驱动器固连于所述上铰链与所述下铰链之间，且所述上平台铰接点为所述上平台与所述上铰链的固连点；所述下平台上安装有六个直线促动器，六个直线促动器均包括滚珠丝杠，丝杠螺母和滑块，所述滚珠丝杠与所述丝杠螺母装配，所述丝杠螺母上固定有所述滑块，所述下平台铰接点为所述滑块与所述下铰链的固连点。2.一种六自由度并联调整平台的宏微定位控制方法，利用权利要求1所述的六自由度并联调整平台实现，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、搭建如权利要求1所述的六自由度并联调整平台；S2、宏观定位控制：锁定所述驱动器，对所述滑块的滑动距离和所述丝杠螺母绕滚珠丝杠轴的转动角度进行求解；S3、根据所述丝杠螺母绕所述滚珠丝杠轴的转动所产生的衍生运动，对所述滑块的滑动距离进行补偿；S4、微观定位控制：根据所述步骤S3的补偿结果，锁定所述滑块和所述丝杠螺母，并根据上平台的目标位姿计算所述驱动器的驱动长度；S5、根据所述步骤S4的计算结果，调整所述驱动器。3.根据权利要求2所述的六自由度并联调整平台的宏微定位控制方法，其特征在于，六个上平台铰点分别为P1~P6，将相邻的两个铰点连线构成六边形，六个铰点分布在以O
P
为圆心，以R
p
为半径的圆周上，直线O
P
P1与直线O
P
P2之间的夹角为80
°
、直线O
P
P3与直线O
P
P4之间的夹角为80
°
、直线O
P
P5与直线O
P
P6之间的夹角为80
°
；C为P1与P2连线的中点，D为P3与P4连线的中点，E为P5与P6连线的中点，直线O
P
C与直线O
P
D之间的夹角、直线O
P
D与直线O
P
E之间的夹角以及直线O
P
E与直线O
P
C之间的夹角均为120
°
。4.根据权利要求3所述的六自由度并联调整平台的宏微定位控制方法，其特征在于，六个直线促动器的中心点分别为B1~B6，将相邻的两个直线促动器的中心点连线构成六边形，六个铰点分布在以O
B
为圆心，以R
B
为半径的圆周上，直线O
B
B1与直线O
B
B2之间的夹角为25
°
、直线O
B
B3与直线O
B
B4之间的夹角为25
°
、直线O
B
B5与直线O
B
B6之间的夹角为25
°
；C为B1与B2连线的中点，D为B3与B4连线的中点，E为B5与B6连线的中点，直线O
B
C与直线O
B
D之间的夹角、直线O
B
D与直线O
B
E之间的夹角以及直线O
B
E与直线O
B
C之间的夹角均为120
°
。5.根据权利要求4所述的六自由度并联调整平台的宏微定位控制方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：S21、锁定所述驱动器，建立空间直角坐标系：以圆心O
p
为原点，建立空间直角坐标系O
p
‑
X
p
Y
p
Z
p
；以圆心O
B
为原点，并建立空间直角坐标系O
B
‑
X
B
Y
B
Z
B
，将第i个直线促动器的中心点设为O
Bi
，并建立空间直角坐标系O
Bi
‑
X
Bi
Y
Bi
Z
Bi
；S22、设所述上平台的中心点相对于所述下平台的中心点的位姿为[x,y,z,α,β,γ]，在所述空间直角坐标系O
Bi
‑
X
Bi
Y
Bi
Z
Bi
中，第i个微观驱动器的矢量：
其中，，为空间直角坐标系O
Bi
‑
X
Bi
Y
Bi
Z
Bi
中第i个微观驱动器的向量，为空间直角坐标系O
p
‑
X
p
Y
p
Z
p
相对于空间直角坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振邦，韩春杨，梅金源，贺帅，李贺新，
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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