[發明專利]一種運動合成方法及運動裝置

無效

• 申請號: 201210007054.1
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102692930A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 張海濤;林青松;張松燦;梁云朋;秦黎明
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡偉華

技術領域

本發明涉及一種運動合成方法。

背景技術

在某些工業設備中，如圖1所示，運動體2需要實現在俯仰方向上某個角度范圍內的勻速轉動，運動體2在轉動的過程中需要始終指向某一固定被指向點0。為保證運動體2在轉動過程中始終指向所述固定被指向點0，現有的設計方法是設計一個與該固定被指向點0同心的圓弧導軌1，然后使運動體2姿態保持不變的沿圓弧導軌1導向滑動。但是，圓弧導軌1存在加工難度大、要求加工精度高、成本較高等缺點。

發明內容

本發明的目的在于一種運動合成方法，以解決現有技術中為保證運動體在轉動過程中始終指向相應固定被指向點而使用的圓弧導軌的生產成本較高的問題。本發明的目的還在于提供一種使用該運動合成方法的運動裝置。

為了解決上述問題，本發中一種運動合成方法的技術方案為：

一種運動合成方法，使用擺動電機帶動運動體繞所述擺動電機的轉軸勻速擺動，使用變速電機驅動擺動電機和運動體沿一直線導軌做變速直線運動，直線導軌與被指向點的所在被指向平面傾斜相交，其中擺動電機和運動體沿所述直線導軌運動的瞬時速度V復合以下公式：

定義擺動電機在直線導軌上運動時，直線導軌上與擺動電機相對應的某一位置為基準位置，在所述基準位置時，運動體指向被指向點，其中上述公式中：t表示擺動電機自基準位置開始后的運動時間；γ表示擺動電機的勻速擺動角速度，即運動體的擺動角速度；l表示基準位置與被指向點之間的直線距離；α表示基準位置和被指向點的連線與直線導軌之間的夾角；x表示在時間t后，擺動電機相對基準位置沿直線導軌運動的距離。

本發明中運動裝置的技術方案為：

運動裝置，包括與被向點的所在被指向平面傾斜相交且導向方向沿直線延伸的直線導軌，直線導軌上導向裝配有用于驅動相應運動體勻速擺動的擺動電機，所述的運動裝置還包括與所述擺動電機傳動連接并驅動所述擺動電機和相應運動體沿所述直線導軌往復運動的變速電機，所述的運動裝置還包括與所述變速電機控制連接以實現所述變速電機對擺動電機變速輸出的控制器，其中擺動電機和運動體沿所述直線導軌運動的瞬時速度V復合以下公式：

定義擺動電機在直線導軌上運動時，直線導軌上與擺動電機相對應的某一位置為基準位置，在所述基準位置時，運動體指向被指向點，其中上述公式中：t表示擺動電機自基準位置開始后的運動時間；γ表示擺動電機的勻速擺動角速度，即運動體的擺動角速度；l表示基準位置與被指向點之間的直線距離；α表示基準位置和被指向點的連線與直線導軌之間的夾角；x表示在時間t后，擺動電機相對基準位置沿直線導軌運動的距離。

本發明的有益效果為：本發明通過將運動體勻速的俯仰運動分解成直線運動和勻速擺動，通過計算將運動體沿直線導軌所需的運動速度V輸入變速電機中以實現對運動體的直線運動控制，變速電機和擺動電機的配合實現了運動體的勻速俯仰運動。通過本發明避免了使用難于加工的圓弧導軌，從而節省了生產成本。

附圖說明

圖1是現有技術的結構示意圖；

圖2是本發明中運動體自A點向A點上側的直線導軌運動時的結構示意圖；

圖3是本發明中運動體自A點向A點下側的直線導軌運動時的結構示意圖。

具體實施方式

一種運動合成方法的實施例如圖2～3所示：使用擺動電機5帶動運動體3繞所述擺動電機5的轉軸勻速擺動，使用變速電機驅動擺動電機5和運動體3沿一直線導軌4做變速直線運動，直線導軌4與被指向點O的所在被指向平面傾斜相交，其中擺動電機5和運動體3沿所述直線導軌4運動的瞬時速度V復合以下公式：

定義擺動電機5在直線導軌上運動時，直線導軌上與擺動電機5相對應的某一位置為基準位置，在所述基準位置時，運動體3指向被指向點O，其中上述公式中：t表示擺動電機5自基準位置開始后的運動時間，t可以測得；γ表示擺動電機5的勻速擺動角速度，即運動體3的擺動角速度，γ為常數；l表示基準位置與被指向點O之間的直線距離，l為常數，可以測得；α表示基準位置和被指向點O的連線與直線導軌之間的夾角，α為常數，可以測得；x表示在時間t后，擺動電機5相對基準位置沿直線導軌4運動的距離。