x2、x3分别表 示第一激光探测头、第二激光探测头、第三激光探测头距坐标原点的距离，d表示第二激光 探测头和第三激光探测头之间的距离，a表示动平台的边长，60°为动平台的内角值，^和 ^。分别表示第一激光探测头在当前采样时刻和前一个采样时刻检测的距动平台边沿的距 离值，72和y 2〇分别表示第二激光探测头在当前采样时刻和前一个采样时刻检测的距动平 台边沿的距离值，73和y 3(|分别表示第三激光探测头在当前采样时刻和前一个采样时刻检 测的距动平台边沿的距离值；
[0020] 则得到，动平台的转动角度值为：
【主权项】
1. 基于激光位移传感器的并联平台振动检测控制装置，其特征在于，包括并联平台本 体单元、振动检测单元以及振动控制单元，其中： 所述并联平台本体单元包括一动平台、一静平台和三个并联分支，所述动平台为等边 三角形，每个边角处均设有转轴；每个并联分支包括依次相连的电机、主动杆和从动柔性 杆，其中电机安装在静平台的边沿处，从动柔性杆通过转轴与动平台连接；电机驱动主动杆 和从动柔性杆使动平台以定姿态移动定位到目标位置； 所述振动检测单元包括若干个用以检测动平台在水平方向上的平动位移和转动角度 的激光探测装置和激光位移传感控制器，每个激光探测装置包括激光探测头和定位装置， 激光探测头设置在定位装置上，安装在静平台的周围，激光探测头发射的光点均落在动平 台的侧边上，其中两个激光探测头的光点落在动平台的同一边；每个激光探测头分别与激 光位移传感控制器连接； 所述振动控制单元包括数据处理单元、压电驱动放大电源和压电陶瓷片驱动器，所述 数据处理单元分别与激光位移传感控制器和压电驱动放大电源相连，压电驱动放大电源与 压电陶瓷片驱动器相连；所述压电陶瓷片驱动器设置在每根从动柔性杆上。
2. 根据权利要求1所述的基于激光位移传感器的并联平台振动检测控制装置，其特征 在于，所述每根从动柔性杆上的压电陶瓷片驱动器均包括第一压电陶瓷片驱动器和第二压 电陶瓷片驱动器，第一压电陶瓷片驱动器和第二压电陶瓷片驱动器分别设置在从动柔性杆 的两端，且在端部以姿态角为O°对称粘贴。
3. 根据权利要求1所述的基于激光位移传感器的并联平台振动检测控制装置，其特 征在于，所述振动检测单元包括三个激光探测头，其中第二激光探测头和第三激光探测 头对应于动平台的同一边且平行于静平台放置，距离动平台边沿标准距离为200-500mm， 第一激光探测头对应于动平台另一边且平行于静平台放置，距离动平台边沿标准距离为 200-500mm〇
4. 根据权利要求3所述的基于激光位移传感器的并联平台振动检测控制装置，其特征 在于，所述定位装置包括水平支架、竖直支架、磁性底座和千分尺，竖直支架设置在磁性底 座上，水平支架设置在竖直支架上，激光探测头固定在水平支架的一端，其位置在水平支架 上可调，调整的位移值由千分尺检测。
5. -种基于权利要求1-4任一项所述的并联平台振动检测控制装置的控制方法，其特 征在于，包括步骤： (1) 电机驱动主动杆和从动柔性杆使动平台以定姿态移动定位到目标位置； (2) 激光探测头检测动平台在水平方向上的平动位移和转动角度，然后将检测信号发 送到激光位移传感控制器，通过A/D数据采集卡输入到数据处理单元； (3) 数据处理单元根据上述检测信号计算出控制信号，然后通过D/A转换卡和压电驱 动放大电源后，将控制信号输送至压电陶瓷片驱动器，对从动柔性杆产生控制力作用，抵消 动平台振动，实现对动平台的实时振动主动控制。
6. 根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述步骤（2)中，动平台在水平方向 上的平动位移和转动角度的计算方法是： 设有三个激光探测头，其中第二激光探测头和第三激光探测头对应于动平台的同一边 且平行于静平台放置，第一激光探测头对应于动平台另一边且平行于静平台放置，通过第 一激光探测头、第二激光探测头和第三激光探测头建立一直角坐标系，yi、x2、x3分别表示第 一激光探测头、第二激光探测头、第三激光探测头距坐标原点的距离，d表示第二激光探测 头和第三激光探测头之间的距离，a表示动平台的边长，60°为动平台的内角值，七和X 1Q分 别表示第一激光探测头在当前采样时刻和前一个采样时刻检测的距动平台边沿的距离值， 7 2和y 2〇分别表示第二激光探测头在当前采样时刻和前一个采样时刻检测的距动平台边沿 的距离值，^和y 3〇分别表示第三激光探测头在当前采样时刻和前一个采样时刻检测的距 动平台边沿的距离值； 则得到，动平台的转动角度值为：
其中，若△ α大于零，表示动平台顺时针转动，若△ α小于零，表示动平台逆时针转 动； 动平台沿X方向的平动位移值为：
?若Δ X大于零，表 9 示动平台沿X方向的平动远离第二激光探测头和第三激光探测头，若△ X小于零，表示动平 台沿X方向的平动靠近第二激光探测头和第三激光探测头； 动平台沿y方向的平动位移值为：
Ay大于零，表示动平台沿y方向的平动远离第一激光探测头，若Ay小于零，表示动平台沿 y方向的平动靠近第一激光探测头。 .若 9
【专利摘要】本发明公开了一种基于激光位移传感器的并联平台振动检测控制装置与方法，装置包括并联平台本体单元、振动检测单元以及振动控制单元，并联平台本体单元包括一动平台、一静平台和三个并联分支，每个并联分支包括依次相连的电机、主动杆和从动柔性杆。从动柔性杆上粘贴有多片压电陶瓷片驱动器，静平台周围安装三个激光探测头，用以检测动平台在水平方向上的平动位移和转动角度。电机驱动主动杆和从动柔性杆使动平台定位到目标位置之后，动平台有残余振动，激光探测头检测到动平台的振动信号，通过振动控制单元将控制量施加在压电陶瓷片驱动器上，实现对并联平台残余振动主动控制的目的。具有测量精度高、采样频率高、动态响应快的优点。
【IPC分类】B25J9-00, G01H9-00
【公开号】CN104760039
【申请号】CN201510113887
【发明人】张宪民, 谢凌波, 邱志成
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月16日