調(diào)壓閥D2-8的型號為德力西AR2000氣動調(diào)壓閥；電控比例調(diào)壓閥D2_9的型號為德國BURKERT比例電磁閥2836 ;雙軸傳感器D6的型號為北微傳感BWH526 ;音圈電機動子D2-3與音圈電機定子D2-5構(gòu)成的音圈電機可由美新公司的VLR1351-0310-00A的音圈電機代替；光柵尺D2-6選用雷尼紹RG2直線光柵。
[0015]工作原理:
整個裝置由小型工控機通過多路運動控制板卡、多路DA板卡、多路電機驅(qū)動器、多路比例電磁閥控制器進行集中協(xié)調(diào)控制；同時工控機接收本裝置中所有傳感器發(fā)來的檢測數(shù)據(jù)進行綜合邏輯運算實現(xiàn)同步協(xié)調(diào)驅(qū)動工作。
[0016]1、系統(tǒng)初始化打開外圍的供氣裝置，分別給第一氣墊搬運裝置A、第二氣墊搬運裝置B、第三氣墊搬運裝置C供氣，使下平臺I穩(wěn)定在一定高度；
同時，外圍供氣裝置給給第一帶氣缸的音圈電機D、第二帶氣缸的音圈電機E、第三帶氣缸的音圈電機F中的氣缸開始供氣，氣缸會帶動上平臺2升起一定高度；
同時，雙軸傾角傳感器D6檢測上平臺2的傾角，通過調(diào)節(jié)第一帶氣缸的音圈電機D、第二帶氣缸的音圈電機E、第三帶氣缸的音圈電機F中的手動調(diào)壓閥直至上平臺平整度良好；
2、系統(tǒng)運行
當六自由度氣浮臺開始運動時，第一激光位移傳感器8、第二激光位移傳感器9、第三激光位移傳感器10、第四激光位移傳感器11會檢測到氣浮臺開始運動，工控機分別讀取4個激光位移傳感器的數(shù)據(jù)，獲取六自由度氣浮臺的位移情況，同時通過讀取陀螺儀傳感器12中檢測到的六自由度氣浮臺的角速度ω，從雙軸傾角傳感器D6讀取二次平臺上平面X、Y軸兩個方向的傾角；
工控機經(jīng)過相應的解算算法得到六自由度氣浮臺的線速度V，然后經(jīng)過相應的速度分解算法將平臺線速度V和角速度ω分解到4個滾輪的速度(V1、V2、V3、V4)，然后通過運動控制板卡發(fā)出控制電機轉(zhuǎn)速的電壓值(Ul、U2、U3、U4 )到伺服電機驅(qū)動器進而伺服電機帶動第一滾輪總成4、第二滾輪總成5、第三滾輪總成6和第四滾輪總成7運動，使平臺在水平方向上實時地跟蹤六自由度氣浮臺；
同時，工控機通過相應的解耦算法得到補償X、Y軸傾角變化量所需要的音圈電機位移量，控制系統(tǒng)通過運動控制板卡(CAN卡)傳送CAN總線數(shù)據(jù)幀到音圈電機驅(qū)動器組成的CAN總線網(wǎng)絡(luò)進而控制第一帶氣缸的音圈電機D、第二帶氣缸的音圈電機E、第三帶氣缸的音圈電機F運動相應的位移，每個光柵尺反饋位移信號到工控機組成閉環(huán)系統(tǒng)，動態(tài)的調(diào)平二次平臺上平臺，實時的補償上平臺2的傾角，為六自由度氣浮臺提供較好的水平度；
同時，第一氣墊搬運裝置A、第二氣墊搬運裝置B、第三氣墊搬運裝置C通過自建的閉環(huán)控制系統(tǒng)使下平臺I穩(wěn)定在一定高度；
3、系統(tǒng)停止
第一激光位移傳感器8、第二激光位移傳感器9、第三激光位移傳感器10、第四激光位移傳感器11檢測到六自由度氣浮臺運動停止時，工控機控制涉及到的運動控制板卡、傳感器、電磁閥、電機等停止工作，整個二次平臺系統(tǒng)停止工作，一個工作過程完成。
【主權(quán)項】
1.一種二次平臺系統(tǒng)，其特征在于它包括下平臺(1)、上平臺(2)、氣墊平臺(3)、第一滾輪總成(4 )、第二滾輪總成(5 )、第三滾輪總成(6 )、第四滾輪總成(7 )、第一激光位移傳感器(8 )、第二激光位移傳感器(9 )、第三激光位移傳感器(10 )、第四激光位移傳感器(11)、陀螺儀傳感器(12)、雙軸傳感器(13)、第一氣墊搬運裝置(A)、第二氣墊搬運裝置(B)、第三氣墊搬運裝置(C)、第一帶氣缸的音圈電機(D)、第二帶氣缸的音圈電機(F)、第三帶氣缸的音圈電機(G)； 第一滾輪總成(4)、第二滾輪總成(5)、第三滾輪總成(6)和第四滾輪總成(7)都安裝在下平臺(I)的底面上，用于驅(qū)動下平臺(I)水平移動，使第一滾輪總成(4)、第二滾輪總成(5)、第三滾輪總成(6)和第四滾輪總成(7)都工作在同一水平面上；使第一滾輪總成(4)的滾動方向與第二滾輪總成(5)的滾動方向、第三滾輪總成(6)的滾動方向、第四滾輪總成(7)的滾動方向互相垂直；第一氣墊搬運裝置(A)、第二氣墊搬運裝置(B)和第三氣墊搬運裝置(C)以三角位置設(shè)置在下平臺(I)的底面上，用于將下平臺(I)氣浮在地面上，使第一氣墊搬運裝置(A)、第二氣墊搬運裝置(B)和第三氣墊搬運裝置(C)都工作在同一水平面上；第一帶氣缸的音圈電機(D)的下端、第二帶氣缸的音圈電機(F)的下端和第三帶氣缸的音圈電機(G)的下端以三角位置安裝在下平臺(I)的上端面上，上平臺(2)的下端面與第一帶氣缸的音圈電機(D)的上端、第二帶氣缸的音圈電機(F)的上端和第三帶氣缸的音圈電機(G)的上端連接；氣墊平臺(3)設(shè)置在上平臺(2)的上平面上；第一激光位移傳感器(8)、第二激光位移傳感器(9 )、第三激光位移傳感器(10 )、第四激光位移傳感器(11)圓周均勻分布在上平臺(2 )上，用于檢測上平臺(2 )上氣墊平臺(3 )的位置；陀螺儀傳感器(12 )設(shè)置在氣墊平臺(3)上；雙軸傳感器(13)設(shè)置在上平臺(2)的上端面上，使雙軸傳感器(13)的一個檢測軸線與第一帶氣缸的音圈電機(D)、第二帶氣缸的音圈電機(F)和第三帶氣缸的音圈電機(G)位置構(gòu)成的三角形的一個邊平行，使雙軸傳感器(13)的另一個檢測軸線與上述三角形的高平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二次平臺系統(tǒng)，其特征在于所述第一氣墊搬運裝置(A)包括承載板(Al)、支撐架(A2)、圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)、手動調(diào)壓閥(A4)、比例電磁調(diào)壓閥(八5)、位移傳感器(六6)； 圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)的上表面上設(shè)置有進氣孔(A3-1)，圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)的圓環(huán)內(nèi)側(cè)表面上設(shè)置有出氣孔(A3-2)，圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)的上端面與承載板(Al)的先端面連接，支撐架(A2)設(shè)置在圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)的圓環(huán)中間，使支撐架(A2)外圍表面與圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)內(nèi)圓面之間有環(huán)形空腔(A2-1)，使支撐架(A2)的上端面與承載板(Al)的先端面連接；手動調(diào)壓閥(A4)的進氣端口接氣源，手動調(diào)壓閥(A4)的出氣端口與比例電磁調(diào)壓閥(A5)的進氣端口連通，比例電磁調(diào)壓閥(A5)的出氣端口與圓環(huán)形橡膠氣囊(A3)的進氣孔(A3-1)連通；位移傳感器(A6)安裝在承載板(Al)上，用于檢測承載板(Al)與地面之間的距離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二次平臺系統(tǒng)，其特征在于所述第一帶氣缸的音圈電機(D)包括上平板(D2-1)、活塞(D2-2)、音圈電機動子(D2-3)、氣缸(D2-4)、音圈電機定子(D2-5 )、光柵尺(D2-6 )、下平板(D2-7 )、手動調(diào)壓閥(D2-8 )、電控比例調(diào)壓閥(D2-9 )； 活塞(D2-2)的上端面與上平板(D2-1)中心部的下端面連接；音圈電機動子(D2-3)套在活塞(D2-2)的外側(cè)，使音圈電機動子(D2-3)的上端面與上平板(D2-1)的下端面連接；氣缸(D2-4)的下端面與下平板(D2-7)中心部的上端面密封連接；音圈電機定子(D2-5)套在氣缸(D2-4)的外側(cè)，使音圈電機定子(D2-5)的下端面與下平板(D2-7)的上端面連接；活塞(D2-2)的下側(cè)部設(shè)置在氣缸(D2-4)內(nèi)，使活塞(D2-2)的外圓面與氣缸(D2-4)的內(nèi)圓面密封滑動連接，使音圈電機動子(D2-3)的線圈部分與音圈電機定子(D2-5)的環(huán)形永磁體部分間隙磁感應連接；手動調(diào)壓閥(D2-8)的進氣端口接氣源，手動調(diào)壓閥(D2-8)的出氣端口與氣缸(D2-4)下端上的進氣端口(D2-4-1)連通，電控比例調(diào)壓閥(D2-9)的進氣端口與氣缸(D2-4)下端上的出氣端口(D2-4-2)連通；光柵尺(D2-6)分別安裝在音圈電機動子(D2-3 )和音圈電機定子(D2-5 )上，用于檢測音圈電機動子(D2-3 )與音圈電機定子(D2-5 )之間的相對位移量。
【專利摘要】一種二次平臺系統(tǒng)，它屬于精密運動控制的技術(shù)領(lǐng)域。它的第一滾輪總成、第二滾輪總成、第三滾輪總成和第四滾輪總成都安裝在下平臺的底面上，第一氣墊搬運裝置、第二氣墊搬運裝置和第三氣墊搬運裝置以三角位置設(shè)置在下平臺的底面上，第一帶氣缸的音圈電機的下端、第二帶氣缸的音圈電機的下端和第三帶氣缸的音圈電機的下端以三角位置安裝在下平臺的上端面上，上平臺的下端面與第一帶氣缸的音圈電機的上端、第二帶氣缸的音圈電機的上端和第三帶氣缸的音圈電機的上端連接；氣墊平臺設(shè)置在上平臺的上平面上。本發(fā)明通過多個系統(tǒng)協(xié)調(diào)、同步工作，可以極大的降低六自由度氣浮臺對大理石基礎(chǔ)平臺的平整度的要求，為氣浮臺提供良好的仿真試驗初始條件。
【IPC分類】B64G7/00
【公開號】CN105015805
【申請?zhí)枴緾N201510475129
【發(fā)明人】王巖, 彭漢章, 杜靖, 黃成 , 張碩
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年8月6日