基于高精度双向闭环反馈控制的并联六自由度运动平台的制作方法

1.本发明涉及运动平台技术领域，具体为基于高精度双向闭环反馈控制的并联六自由度运动平台。


背景技术：

2.六自由度运动平台是一种用于力学领域的物理性能测试仪器，通过多个铰接的伸缩电动推杆带动顶部平台进行多种移动和转动运行，目前的较为简单，在测试运行中，无法根据顶部平台状态及时反馈到电动推杆的运动，运动精度较低，针对上述问题，发明人提出基于高精度双向闭环反馈控制的并联六自由度运动平台用于解决上述问题。


技术实现要素：

3.为了解决目前的较为简单，在测试运行中，无法根据顶部平台状态及时反馈到电动推杆的运动，运动精度较低的问题；本发明的目的在于提供基于高精度双向闭环反馈控制的并联六自由度运动平台。
4.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：基于高精度双向闭环反馈控制的并联六自由度运动平台，包括平台板和底座，所述平台板位于底座的正上方，所述平台板和底座的边缘间安装有运动机构，所述平台板的内壁固定安装有多个连杆，所述连杆远离平台板的一端相互固定连接，且连杆远离平台板的一端底部安装有测距仪。
5.优选的一种实施案例，所述平台板为圆环状结构，多个所述连杆的交点位于平台板的圆心处，所述测距仪为红外测距仪，且测距仪的顶部通过球铰头铰接连杆的底部。
6.优选的一种实施案例，所述运动机构包括第一固定座，所述底座的顶部边缘固定安装有多个第一固定座，所述第一固定座上转动套接有第一转轴，所述第一转轴的端面固定连接第一u型座，所述第一u型座内转动连接第一连接块，所述第一连接块上固定连接电动推杆的一端，所述电动推杆的另一端固定连接第二连接块，所述第二连接块转动连接在第二u型座内腔中，所述第二u型座的外壁固定连接第二转轴的一端，所述第二转轴的另一端转动套接第二固定座，所述第二固定座固定连接平台板的底部。
7.优选的一种实施案例，所述第一固定座和第二固定座分别沿底座和平台板圆周方向均匀分布有六个，所述电动推杆的推杆端面固定连接第一连接块，所述电动推杆远离推杆的一端固定连接传动箱，所述传动箱的侧壁固定连接电机，所述电机上固定安装有接线口，所述传动箱远离电动推杆的一端固定连接第二连接块。
8.优选的一种实施案例，所述第一连接块沿第一u型座转动的轴线与第一转轴的轴线垂直，所述第二连接块沿第二u型座转动的轴线与第二转轴的轴线垂直。
9.优选的一种实施案例，所述第二固定座靠近平台板的一端内开有安装腔，所述安装腔内固定安装有t型板，所述t型板的两侧外壁均固定安装有固定轴，所述固定轴上转动套接有铅锤杆，所述铅锤杆与固定轴间安装有角度传感器。
10.优选的一种实施案例，所述t型板的高度方向与平台板的轴线相平行，所述t型板
的一侧侧板与第二转轴的轴线平行，所述t型板的另一侧侧板与第二转轴的轴线相垂直，且两个侧板上均固定安装有固定轴。
11.优选的一种实施案例，所述铅锤杆包括转动杆，所述转动杆的一端转动连接固定轴，所述转动杆的另一端固定连接重力块，所述重力块为三角状结构，所述重力块的重心处开有中心腔，所述中心腔的中部设有平衡球，所述平衡球的四周外壁均固定连接弹簧的一端，所述弹簧的另一端固定连接中心腔的内壁。
12.优选的一种实施案例，还包括：
13.采集模块，所述采集模块采集平台板的高度和角度参数，并将参数数据传输到中央处理器；
14.控制模块，所述控制模块用于接受中央处理器信息并控制运动机构的运动启停；
15.反馈模块，所述反馈模块用于运动机构的运动反馈；
16.中央处理器，所述中央处理器用于各模块间信息传输，以及数据处理。
17.优选的一种实施案例，所述采集模块和反馈模块均包括测距仪和铅锤杆与固定轴间安装有角度传感器。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
19.1、电动推杆伸缩，使得第一连接块和第二连接块沿第一u型座和第二u型座转动，第一u型座和第二u型座通过第一转轴和第二转轴转动，从而实现万向转动，从而在在电动推杆伸缩时，带动平台板进行移动和转动，实现六自由度运动；
20.2、通过平台板中部的测距仪实时检测与底座高度，在平台板进行运动时，每个第二固定座内的t型板上的铅锤杆均沿固定轴进行转动，实时检测处每个第二固定座与竖直面的夹角，在平台板进行运动时，铅锤杆转动时，平衡球因惯性作用会与铅锤杆摆动方向相反，并通过弹簧进行缓冲，从而使得平衡球的惯性对铅锤杆的摆动进行缓冲，提高铅锤杆的保持平衡的速度，便于快速测定平台板底部每个第二固定座的倾角，通过中央处理器控制控制模块，控制模块控制电机和接线口控制电动推杆伸缩，实现平台板的闭环反馈控制，提高平台板的运动精度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明结构示意图。
23.图2为本发明剖面结构示意图。
24.图3为本发明图2中a处放大结构示意图。
25.图4为本发明图2中b处放大结构示意图。
26.图5为本发明铅锤杆处剖面结构示意图。
27.图6为本发明高精度双向闭环反馈控制的模块示意图。
28.图中：1、平台板；2、底座；3、运动机构；31、第一固定座；32、第一转轴；33、第一u型座；34、第一连接块；35、电动推杆；351、传动箱；352、电机；353、接线口；36、第二连接块；37、
第二u型座；38、第二转轴；39、第二固定座；4、连杆；5、测距仪；6、安装腔；7、t型板；8、固定轴；9、铅锤杆；91、转动杆；92、重力块；93、中心腔；94、平衡球；95、弹簧
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例：如图1-6所示，本发明提供了基于高精度双向闭环反馈控制的并联六自由度运动平台，包括平台板1和底座2，平台板1位于底座2的正上方，平台板1和底座2的边缘间安装有运动机构3，平台板1的内壁固定安装有多个连杆4，连杆4远离平台板1的一端相互固定连接，且连杆4远离平台板1的一端底部安装有测距仪5，平台板1为圆环状结构，多个连杆4的交点位于平台板1的圆心处，测距仪5为红外测距仪，且测距仪5的顶部通过球铰头铰接连杆4的底部。
31.通过上述技术方案，平台板1和底座2间设置的多个运动机构3实现六自由度运动，并通过平台板1中部的测距仪5实时检测与底座2高度，并通过运动机构3处的角度采集和反馈，从而快速控制平台板1的运动状态，提高运动平台的运动精度。
32.进一步的，运动机构3包括第一固定座31，底座2的顶部边缘固定安装有多个第一固定座31，第一固定座31上转动套接有第一转轴32，第一转轴32的端面固定连接第一u型座33，第一u型座33内转动连接第一连接块34，第一连接块34上固定连接电动推杆35的一端，电动推杆35的另一端固定连接第二连接块36，第二连接块36转动连接在第二u型座37内腔中，第二u型座37的外壁固定连接第二转轴38的一端，第二转轴38的另一端转动套接第二固定座39，第二固定座39固定连接平台板1的底部，第一连接块34沿第一u型座33转动的轴线与第一转轴32的轴线垂直，第二连接块36沿第二u型座37转动的轴线与第二转轴38的轴线垂直。
33.通过上述技术方案，电动推杆35伸缩，使得第一连接块34和第二连接块36沿第一u型座33和第二u型座37转动，第一u型座33和第二u型座37通过第一转轴32和第二转轴38转动，从而实现万向转动，从而在在电动推杆35伸缩时，带动平台板1进行移动和转动，实现六自由度运动。
34.进一步的，第一固定座31和第二固定座39分别沿底座2和平台板1圆周方向均匀分布有六个，电动推杆35的推杆端面固定连接第一连接块34，电动推杆35远离推杆的一端固定连接传动箱351，传动箱351的侧壁固定连接电机352，电机352上固定安装有接线口353，传动箱351远离电动推杆35的一端固定连接第二连接块36。
35.通过上述技术方案，接线口353连接电源，传动箱351为齿轮传动减速箱，电机352连接传动箱输入轴，传动箱输出轴连接电动推杆35输入轴，通过电机352的控制电动推杆35的伸缩，从而进行闭环反馈。
36.进一步的，第二固定座39靠近平台板1的一端内开有安装腔6，安装腔6内固定安装有t型板7，t型板7的两侧外壁均固定安装有固定轴8，固定轴8上转动套接有铅锤杆9，铅锤杆9与固定轴8间安装有角度传感器，t型板7的高度方向与平台板1的轴线相平行，t型板7的
一侧侧板与第二转轴38的轴线平行，t型板7的另一侧侧板与第二转轴38的轴线相垂直，且两个侧板上均固定安装有固定轴8。
37.通过上述技术方案，在平台板1进行运动时，每个第二固定座39内的t型板7上的铅锤杆9均沿固定轴8进行转动，实时检测处每个第二固定座39与竖直面的夹角，从而进行反馈控制。
38.进一步的，铅锤杆9包括转动杆91，转动杆91的一端转动连接固定轴8，转动杆91的另一端固定连接重力块92，重力块92为三角状结构，重力块92的重心处开有中心腔93，中心腔93的中部设有平衡球94，平衡球94的四周外壁均固定连接弹簧95的一端，弹簧95的另一端固定连接中心腔93的内壁。
39.通过上述技术方案，在平台板1进行运动时，铅锤杆9转动时，平衡球94因惯性作用会与铅锤杆9摆动方向相反，并通过弹簧95进行缓冲，从而使得平衡球94的惯性对铅锤杆9的摆动进行缓冲，提高铅锤杆9的保持平衡的速度，便于快速测定平台板1底部每个第二固定座39的倾角，便于反馈控制电动推杆35的伸缩，提高平台板1的控制精度。
40.进一步的，还包括：
41.采集模块，采集模块采集平台板1的高度和角度参数，并将参数数据传输到中央处理器；
42.控制模块，控制模块用于接受中央处理器信息并控制运动机构3的运动启停；
43.反馈模块，反馈模块用于运动机构3的运动反馈；
44.中央处理器，中央处理器用于各模块间信息传输，以及数据处理。
45.进一步的，采集模块和反馈模块均包括测距仪5和铅锤杆9与固定轴8间安装有角度传感器。
46.通过上述技术方案，采集模块和反馈模块通过测距仪5和铅锤杆9与固定轴8间安装有角度传感器采集平台板1的高度和角度，通过中央处理器控制控制模块，控制模块控制电机352和接线口353控制电动推杆35伸缩，实现平台板1的闭环反馈控制，提高平台板1的运动精度。
47.工作原理：电动推杆35伸缩，使得第一连接块34和第二连接块36沿第一u型座33和第二u型座37转动，第一u型座33和第二u型座37通过第一转轴32和第二转轴38转动，从而实现万向转动，从而在在电动推杆35伸缩时，带动平台板1进行移动和转动，实现六自由度运动，通过平台板1中部的测距仪5实时检测与底座2高度，在平台板1进行运动时，每个第二固定座39内的t型板7上的铅锤杆9均沿固定轴8进行转动，实时检测处每个第二固定座39与竖直面的夹角，在平台板1进行运动时，铅锤杆9转动时，平衡球94因惯性作用会与铅锤杆9摆动方向相反，并通过弹簧95进行缓冲，从而使得平衡球94的惯性对铅锤杆9的摆动进行缓冲，提高铅锤杆9的保持平衡的速度，便于快速测定平台板1底部每个第二固定座39的倾角，采集模块和反馈模块通过测距仪5和铅锤杆9与固定轴8间安装有角度传感器采集平台板1的高度和角度，通过中央处理器控制控制模块，控制模块控制电机352和接线口353控制电动推杆35伸缩，实现平台板1的闭环反馈控制，提高平台板1的运动精度。
48.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。