调压阀D2-8的型号为德力西AR2000气动调压阀；电控比例调压阀D2_9的型号为德国BURKERT比例电磁阀2836 ;双轴传感器D6的型号为北微传感BWH526 ;音圈电机动子D2-3与音圈电机定子D2-5构成的音圈电机可由美新公司的VLR1351-0310-00A的音圈电机代替；光栅尺D2-6选用雷尼绍RG2直线光栅。
[0015]工作原理:
整个装置由小型工控机通过多路运动控制板卡、多路DA板卡、多路电机驱动器、多路比例电磁阀控制器进行集中协调控制；同时工控机接收本装置中所有传感器发来的检测数据进行综合逻辑运算实现同步协调驱动工作。
[0016]1、系统初始化打开外围的供气装置，分别给第一气垫搬运装置A、第二气垫搬运装置B、第三气垫搬运装置C供气，使下平台I稳定在一定高度；
同时，外围供气装置给给第一带气缸的音圈电机D、第二带气缸的音圈电机E、第三带气缸的音圈电机F中的气缸开始供气，气缸会带动上平台2升起一定高度；
同时，双轴倾角传感器D6检测上平台2的倾角，通过调节第一带气缸的音圈电机D、第二带气缸的音圈电机E、第三带气缸的音圈电机F中的手动调压阀直至上平台平整度良好；
2、系统运行
当六自由度气浮台开始运动时，第一激光位移传感器8、第二激光位移传感器9、第三激光位移传感器10、第四激光位移传感器11会检测到气浮台开始运动，工控机分别读取4个激光位移传感器的数据，获取六自由度气浮台的位移情况，同时通过读取陀螺仪传感器12中检测到的六自由度气浮台的角速度ω，从双轴倾角传感器D6读取二次平台上平面X、Y轴两个方向的倾角；
工控机经过相应的解算算法得到六自由度气浮台的线速度V，然后经过相应的速度分解算法将平台线速度V和角速度ω分解到4个滚轮的速度(V1、V2、V3、V4)，然后通过运动控制板卡发出控制电机转速的电压值(Ul、U2、U3、U4 )到伺服电机驱动器进而伺服电机带动第一滚轮总成4、第二滚轮总成5、第三滚轮总成6和第四滚轮总成7运动，使平台在水平方向上实时地跟踪六自由度气浮台；
同时，工控机通过相应的解耦算法得到补偿X、Y轴倾角变化量所需要的音圈电机位移量，控制系统通过运动控制板卡(CAN卡)传送CAN总线数据帧到音圈电机驱动器组成的CAN总线网络进而控制第一带气缸的音圈电机D、第二带气缸的音圈电机E、第三带气缸的音圈电机F运动相应的位移，每个光栅尺反馈位移信号到工控机组成闭环系统，动态的调平二次平台上平台，实时的补偿上平台2的倾角，为六自由度气浮台提供较好的水平度；
同时，第一气垫搬运装置A、第二气垫搬运装置B、第三气垫搬运装置C通过自建的闭环控制系统使下平台I稳定在一定高度；
3、系统停止
第一激光位移传感器8、第二激光位移传感器9、第三激光位移传感器10、第四激光位移传感器11检测到六自由度气浮台运动停止时，工控机控制涉及到的运动控制板卡、传感器、电磁阀、电机等停止工作，整个二次平台系统停止工作，一个工作过程完成。
【主权项】
1.一种二次平台系统，其特征在于它包括下平台(1)、上平台(2)、气垫平台(3)、第一滚轮总成(4 )、第二滚轮总成(5 )、第三滚轮总成(6 )、第四滚轮总成(7 )、第一激光位移传感器(8 )、第二激光位移传感器(9 )、第三激光位移传感器(10 )、第四激光位移传感器(11)、陀螺仪传感器(12)、双轴传感器(13)、第一气垫搬运装置(A)、第二气垫搬运装置(B)、第三气垫搬运装置(C)、第一带气缸的音圈电机(D)、第二带气缸的音圈电机(F)、第三带气缸的音圈电机(G)； 第一滚轮总成(4)、第二滚轮总成(5)、第三滚轮总成(6)和第四滚轮总成(7)都安装在下平台(I)的底面上，用于驱动下平台(I)水平移动，使第一滚轮总成(4)、第二滚轮总成(5)、第三滚轮总成(6)和第四滚轮总成(7)都工作在同一水平面上；使第一滚轮总成(4)的滚动方向与第二滚轮总成(5)的滚动方向、第三滚轮总成(6)的滚动方向、第四滚轮总成(7)的滚动方向互相垂直；第一气垫搬运装置(A)、第二气垫搬运装置(B)和第三气垫搬运装置(C)以三角位置设置在下平台(I)的底面上，用于将下平台(I)气浮在地面上，使第一气垫搬运装置(A)、第二气垫搬运装置(B)和第三气垫搬运装置(C)都工作在同一水平面上；第一带气缸的音圈电机(D)的下端、第二带气缸的音圈电机(F)的下端和第三带气缸的音圈电机(G)的下端以三角位置安装在下平台(I)的上端面上，上平台(2)的下端面与第一带气缸的音圈电机(D)的上端、第二带气缸的音圈电机(F)的上端和第三带气缸的音圈电机(G)的上端连接；气垫平台(3)设置在上平台(2)的上平面上；第一激光位移传感器(8)、第二激光位移传感器(9 )、第三激光位移传感器(10 )、第四激光位移传感器(11)圆周均匀分布在上平台(2 )上，用于检测上平台(2 )上气垫平台(3 )的位置；陀螺仪传感器(12 )设置在气垫平台(3)上；双轴传感器(13)设置在上平台(2)的上端面上，使双轴传感器(13)的一个检测轴线与第一带气缸的音圈电机(D)、第二带气缸的音圈电机(F)和第三带气缸的音圈电机(G)位置构成的三角形的一个边平行，使双轴传感器(13)的另一个检测轴线与上述三角形的高平行。2.根据权利要求1所述的一种二次平台系统，其特征在于所述第一气垫搬运装置(A)包括承载板(Al)、支撑架(A2)、圆环形橡胶气囊(A3)、手动调压阀(A4)、比例电磁调压阀(八5)、位移传感器(六6)； 圆环形橡胶气囊(A3)的上表面上设置有进气孔(A3-1)，圆环形橡胶气囊(A3)的圆环内侧表面上设置有出气孔(A3-2)，圆环形橡胶气囊(A3)的上端面与承载板(Al)的先端面连接，支撑架(A2)设置在圆环形橡胶气囊(A3)的圆环中间，使支撑架(A2)外围表面与圆环形橡胶气囊(A3)内圆面之间有环形空腔(A2-1)，使支撑架(A2)的上端面与承载板(Al)的先端面连接；手动调压阀(A4)的进气端口接气源，手动调压阀(A4)的出气端口与比例电磁调压阀(A5)的进气端口连通，比例电磁调压阀(A5)的出气端口与圆环形橡胶气囊(A3)的进气孔(A3-1)连通；位移传感器(A6)安装在承载板(Al)上，用于检测承载板(Al)与地面之间的距离。3.根据权利要求1所述的一种二次平台系统，其特征在于所述第一带气缸的音圈电机(D)包括上平板(D2-1)、活塞(D2-2)、音圈电机动子(D2-3)、气缸(D2-4)、音圈电机定子(D2-5 )、光栅尺(D2-6 )、下平板(D2-7 )、手动调压阀(D2-8 )、电控比例调压阀(D2-9 )； 活塞(D2-2)的上端面与上平板(D2-1)中心部的下端面连接；音圈电机动子(D2-3)套在活塞(D2-2)的外侧，使音圈电机动子(D2-3)的上端面与上平板(D2-1)的下端面连接；气缸(D2-4)的下端面与下平板(D2-7)中心部的上端面密封连接；音圈电机定子(D2-5)套在气缸(D2-4)的外侧，使音圈电机定子(D2-5)的下端面与下平板(D2-7)的上端面连接；活塞(D2-2)的下侧部设置在气缸(D2-4)内，使活塞(D2-2)的外圆面与气缸(D2-4)的内圆面密封滑动连接，使音圈电机动子(D2-3)的线圈部分与音圈电机定子(D2-5)的环形永磁体部分间隙磁感应连接；手动调压阀(D2-8)的进气端口接气源，手动调压阀(D2-8)的出气端口与气缸(D2-4)下端上的进气端口(D2-4-1)连通，电控比例调压阀(D2-9)的进气端口与气缸(D2-4)下端上的出气端口(D2-4-2)连通；光栅尺(D2-6)分别安装在音圈电机动子(D2-3 )和音圈电机定子(D2-5 )上，用于检测音圈电机动子(D2-3 )与音圈电机定子(D2-5 )之间的相对位移量。
【专利摘要】一种二次平台系统，它属于精密运动控制的技术领域。它的第一滚轮总成、第二滚轮总成、第三滚轮总成和第四滚轮总成都安装在下平台的底面上，第一气垫搬运装置、第二气垫搬运装置和第三气垫搬运装置以三角位置设置在下平台的底面上，第一带气缸的音圈电机的下端、第二带气缸的音圈电机的下端和第三带气缸的音圈电机的下端以三角位置安装在下平台的上端面上，上平台的下端面与第一带气缸的音圈电机的上端、第二带气缸的音圈电机的上端和第三带气缸的音圈电机的上端连接；气垫平台设置在上平台的上平面上。本发明通过多个系统协调、同步工作，可以极大的降低六自由度气浮台对大理石基础平台的平整度的要求，为气浮台提供良好的仿真试验初始条件。
【IPC分类】B64G7/00
【公开号】CN105015805
【申请号】CN201510475129
【发明人】王岩, 彭汉章, 杜靖, 黄成 , 张硕
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月6日