[發明專利]一種用于曲面上的運動滑塊控制方法

無效

• 申請號: 201010614914.9
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102053625A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 張建寰;姜凱;謝沖宇;陳貴順
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森;劉勇

技術領域

本發明涉及一種滑塊運動機構，尤其是涉及一種用于曲面上的運動滑塊控制方法。

背景技術

由于曲面(如球曲面)三維運動環境較為復雜，對于基于其上的運動滑塊，既要實現其精確定位控制又要實現其運動軌跡可控是件非常麻煩的事情，現有技術中有根據曲面曲率和外形結構計算設計滑塊上電機正反轉運轉時間或者其他依附滑塊的滑軌運動，來實現三維曲面上的滑塊任意軌跡運動的控制，但這樣的控制方法對控制模塊的要求很高，編程算法也十分復雜，對于應用在如頭部按摩器、洗頭機等小成本的機械產品上來說成本過高。

至今，采用電磁鐵陣列通斷來控制用于曲面上的運動滑塊的方法尚未見報道。

中國專利CN201626072U公開了一種模具的防撞滑塊結構，由滑塊座、通過導滑槽在滑塊座上往復移動的滑塊、控制滑塊運動的斜楔和對滑塊定位的擋塊組成，所述滑塊與斜楔配合的斜導孔在靠近擋塊一側的斜面上端為曲面形式。該實用新型對滑塊與斜楔配合的斜導孔結構進行了改進，結構簡單合理，易于加工，既有效消除了合模時斜楔與滑塊之間的干涉，很好地保證側向抽芯結束時滑塊的靈活可靠定位以及合模時滑塊的安全順利回位，同時又可以簡化模具結構，降低模具成本，具有很好的應用前景和實際意義。

中國專利CN201215085公開一種用于變化滑片圓心式旋轉流體機械的弓形滑塊結構及該弓形滑塊。該弓形滑塊結構包括弓形滑塊、以及供弓形滑塊安裝的安裝件；弓形滑塊包括第一安裝曲面、以及設置在第一安裝曲面內側的第二安裝曲面；第一安裝曲面和第二安裝曲面分別形成至少一段防脫段；安裝件上設有與第一安裝曲面和第二安裝曲面配合安裝槽。在弓形滑塊上形成兩個安裝曲面，并在安裝件(如變化滑片圓心式旋轉流體機械的轉子)上增加與第一安裝曲面和第二安裝曲面配合的安裝槽，從而增加了控制弓形滑塊擺動圓弧長度和約束能力，提高了弓形滑塊穩定性和密封效果，完善了變化滑片圓心形式的流體機械實用推廣。

發明內容

本發明的目的是提供一種成本低、控制簡單、可實現精確移動和定位的用于曲面上的運動滑塊控制方法。

本發明包括以下步驟：

1)設置電磁鐵陣列

根據運動滑塊需要完成的曲面軌跡制成曲面軌跡曲線，依照曲面軌跡曲線制作出曲面基板，然后在曲面基板表面安裝電磁鐵陣列，所述運動滑塊設于曲面基板底面，所述電磁鐵陣列由至少2個電磁鐵組成；

2)設置電磁鐵陣列的驅動控制電路

驅動控制電路設有單片機、排線插槽和電源接口，電源接口外接電源，單片機電源輸入端接電源接口，單片機控制信號輸出端接排線插槽，排線插槽的各插口分別接各個電磁鐵；

3)編制控制程序

根據運動滑塊的運動軌跡對電磁鐵陣列中的各電磁鐵進行工況確定，確定各電磁鐵依次通斷的速度和順序，并將所確定的內容作為控制程序存儲于單片機內；

4)運動控制

開啟電源，單片機工作，單片機向各電磁鐵發出控制指令，各電磁鐵按照設定程序依次通斷，各電磁鐵按照通斷順序依次與運動滑塊吸合，可使運動滑塊精確移動、停止和復位，從而實現對運動滑塊曲面軌跡進行精確控制。

在步驟1)中，所述曲面基板最好是中空曲面基板，所述中空曲面基板用于安裝步驟2)中所述的驅動控制電路。

在步驟1)中，所述運動滑塊可為磁性金屬運動滑塊。

在步驟1)中，所述運動滑塊可為非磁性運動滑塊，在非磁性運動滑塊設置磁體，磁體的N極面對電磁鐵陣列。

與現有技術比較，本發明具有如下突出優點：

本發明控制非常簡便，即使是非常復雜的滑塊三維曲線運動也能通過控制電磁陣列的各電磁鐵通斷實現控制，而無需采用電機控制。將本發明應用于洗頭機、按摩器等器械上時，滑塊上設置手爪，這樣手爪就可以精準到達按摩穴位處，避免了手爪按摩運動偏差。當運動滑塊為磁性運動滑塊時，運動滑塊上不必設置磁體就可實現運動精確控制。當運動滑塊為非磁性運動滑塊時，可在運動滑塊上設置磁體，利用同相磁極的相斥和異相磁極的相互吸引特性，使磁性運動滑塊精確控制。本發明具有3個顯著創新點：1)將復雜的三維空間曲線運動控制轉化為二維平面曲線通斷控制；2)打破了傳統的電機驅動滑塊運動方式，利用了無形的磁極運動控制有形的滑塊運動；3)可利用磁極同極性相斥、異極性相吸的特點實現精確控制滑塊靜止后的位置。

附圖說明

圖1為本發明實施例的技術方案原理示意圖。

圖2為本發明應用在洗頭機上的示意圖。

圖3為圖2的俯視結構示意圖。

圖4為圖2的側視結構示意圖。

具體實施方式