[發明專利]一種平臺自動調平裝置及方法

有效

• 申請號: 201510769366.X
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN105436982B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 趙珞成;羅志才
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00;G01C9/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 魏波

1.一種平臺自動調平裝置，其特征在于：包括平臺、調平控制器Contrl、縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL、調節平臺傾斜狀態的執行機構；所述的執行機構包括橫向執行機構和縱向執行機構，所述的橫向執行機構包括第一橫向執行機構、第二橫向執行機構；

所述的第一橫向執行機構、第二橫向執行機構和縱向執行機構均由電機、螺桿、螺母、螺母導軌和止轉螺絲組成；所述的電機安裝在所述的平臺上，電機軸即為所述的螺桿，其上套設有螺母；所述的螺母導軌套在螺母的外面，螺母導軌的一端固定在平臺上；所述的螺母側面設置有止轉螺絲孔，該孔攻絲，螺紋與止轉螺絲的螺紋一致；所述的螺母導軌的一側開有槽，槽的長度取決于所述的調節平臺傾斜狀態的執行機構的動態范圍，所述的止轉螺絲通過該槽旋入所述的止轉螺絲孔，阻止螺母轉動；

所述的電機、縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL通過電纜連接到所述的調平控制器Contrl。

2.根據權利要求1所述的平臺自動調平裝置，其特征在于：所述的第一橫向執行機構、第二橫向執行機構和縱向執行機構均一一安裝在所述的平臺上，三者之間的圓心角均為120度。

3.一種利用權利要求1所述的平臺自動調平裝置進行平臺自動調平的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：參數校準；

標定平臺自動調平參數，包括縱向傾斜傳感器QXC的軸線與它相對應的執行機構的軸線不平行產生的夾角α、橫向傾斜傳感器QXL的軸線與它相對應的執行機構的軸線不平行產生的夾角β、第一橫向執行機構與調平參考點O的距離OM1、第二橫向執行機構與調平參考點O的距離OM2、縱向執行機構與調平參考點O的距離OM3、第一橫向執行機構的電機旋轉角度與平臺自動調平裝置升降的高度變化的系數KM1、第二橫向執行機構的電機旋轉角度與平臺自動調平裝置升降的高度變化的系數KM2、縱向執行機構的電機旋轉角度與平臺自動調平裝置升降的高度變化的系數KM3；

步驟2：消除齒隙差；

步驟2.1：調平控制器Contrl采集縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL的讀數QXL1和QXC1；

步驟2.2：調平控制器Contrl根據縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL的讀數QXL1和QXC1，計算橫向執行機構的橫向調整方向bDL和縱向執行機構的縱向調整方向bDC；

步驟2.3：令橫向調節標志bL＝1，縱向調節標志bC＝1；

步驟2.4：如果橫向調節標志bL＝1，根據橫向調整方向bDL，橫向執行機構進行最小調節單位的調節；

如果縱向調節標志bC＝1，根據縱向調整方向bDC，縱向執行機構進行最小調節單位的調節；

步驟2.5：調平控制器Contrl采集縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL的讀數QXL2和QXC2；

步驟2.6：調平控制器Contrl計算縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL的讀數的變化，dQXL＝QXL2-QXL1，dQXC＝QXC2-QXC1；

步驟2.7：如果dQXL的絕對值大于或等于閾值，則令橫向調節標志bL＝0；如果dQXC的絕對值大于或等于閾值，則令縱向調節標志bC＝0；且將QXL2的值賦給QXL1，將QXC2的值賦給QXC1，QXL1＝QXL2，QXC1＝QXC2；

步驟2.8：如果bL＝1或bC＝1，則回轉執行所述的步驟2.4；如果bL＝0和bC＝0，齒隙差已經消除，則順序執行下述步驟3；

步驟3：計算第一橫向執行機構、第二橫向執行機構和縱向執行機的調節高度；

步驟3.1：調平控制器Contrl采集縱向傾斜傳感器QXC、橫向傾斜傳感器QXL的讀數QXL3和QXC3；

步驟3.2：調平控制器Contrl計算橫向執行機構調節高度；

步驟3.2.1：橫向執行機構上的傾斜量β1＝cos(β)*QXL3；

步驟3.2.2：第一橫向執行機構的調節高度hM1＝cos(β1)*OM1,第二橫向執行機構的調節高度hM2＝cos(β1)*OM2；

步驟3.3：調平控制器Contrl計算縱向執行機構調節高度；

步驟3.3.1：縱向執行機構上的傾斜量α1＝cos(α)*QXC3；

步驟3.3.2：縱向執行機構的調節高度hM3＝cos(α1)*OM3；

步驟4：計算第一橫向執行機構、第二橫向執行機構和縱向執行機構的電機的調節角度和旋轉方向；

步驟4.1：調平控制器Contrl確定橫向執行機構的電機的調節角度和旋轉方向；

第一橫向執行機構的電機的調節角度AM1＝abs(KM1*hM1)；第一橫向執行機構的電機的調節角度AM2＝abs(KM2*hM2)；

如果β1大于0，第一橫向執行機構的電機的旋轉方向為正，第二橫向執行機構的電機的旋轉方向為反；否則，第一橫向執行機構的電機的旋轉方向為反，第二橫向執行機構的電機的旋轉方向為正；

步驟4.2：調平控制器Contrl確定縱向執行機構的電機的調節角度和旋轉方向；縱向執行機構的電機調節角度AM3＝abs(KM3*hM3)；

如果α1大于0，縱向執行機構的電機的旋轉方向為正；否則，縱向執行機構的電機的旋轉方向為反；

步驟5：平臺調平；

步驟5.1：調平控制器Contrl設置電機旋轉方向

如果第一橫向執行機構的電機的旋轉方向為正，電機M1旋轉方向控制信號bFX1＝1；否則，第一橫向執行機構的電機的旋轉方向為負，第一橫向執行機構的電機旋轉方向控制信號bFX1＝0；

如果第二橫向執行機構的電機的旋轉方向為正，第二橫向執行機構的電機旋轉方向控制信號bFX2＝1；否則，第二橫向執行機構的電機的旋轉方向為負，第二橫向執行機構的電機旋轉方向控制信號bFX2＝0；

如果縱向執行機構的電機的旋轉方向為正，縱向執行機構的電機旋轉方向控制信號bFX3＝1；否則，縱向執行機構的電機的旋轉方向為負，縱向執行機構的電機旋轉方向控制信號bFX3＝0；

步驟5.2：調平控制器Contrl驅動電機旋轉

第一橫向執行機構的電機根據設定的旋轉方向bFX1旋轉調節角度AM1；第二橫向執行機構的電機根據設定的旋轉方向bFX2旋轉調節角度AM2；縱向執行機構的電機根據設定的旋轉方向bFX3旋轉調節角度AM3。