[發(fā)明專利]基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)與方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810136210.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-09
• 公開（公告）號(hào): CN108466259A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊斌堂;楊詣坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10;B25J9/16
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，包含夾持部件(1)、連接部件(2)、定位筒(3)以及運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(4)；

所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(4)安裝在連接部件(2)上；所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(4)與夾持部件(1)一一對(duì)應(yīng)，多個(gè)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(4)形成第一運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(41)與第二運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(42)，多個(gè)夾持部件(1)形成第一夾持件(11)與第二夾持件(12)；

第一運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(41)、第二運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(42)分別與第一夾持件(11)、第二夾持件(12)緊固連接；定位筒(3)緊固安裝在多個(gè)所述夾持部件(1)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件(4)包含以下任一種或任多種結(jié)構(gòu)：

--二自由度壓電運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；

--二自由度磁致伸縮運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；

--二自由度形狀記憶合金運(yùn)動(dòng)平臺(tái)；

--二自由度直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述夾持部件(1)包含箝位部，所述箝位部包含以下任一種或全部結(jié)構(gòu)：

--球形鉸鏈結(jié)構(gòu)；

--陀螺雙環(huán)結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述夾持部件(1)包含致動(dòng)箝位結(jié)構(gòu)，所述致動(dòng)箝位結(jié)構(gòu)包含以下任一種或全部結(jié)構(gòu)：

--壓電鉗位結(jié)構(gòu)；

--形狀記憶合金鉗位結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述第一運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(41)、第二運(yùn)動(dòng)執(zhí)行件(42)分別位于連接部件(2)沿高度方向的兩端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，還包含控制器，所述控制器包含以下模塊：

模塊M1：獲取目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的位置信息；

模塊M2：根據(jù)目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的位置信息，計(jì)算獲得第一指向點(diǎn)M₁的定位信息與第二指向點(diǎn)M₂的定位信息；

模塊M3：根據(jù)第一指向點(diǎn)M₁的定位信息與第二指向點(diǎn)M₂的定位信息，生成運(yùn)動(dòng)執(zhí)行指令。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所示的基于雙平面二自由度運(yùn)動(dòng)的空間定位系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊M2包含以下模塊：

模塊M2.1：根據(jù)目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的坐標(biāo)(x₀,y₀,z₀)，建立經(jīng)過目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的方向向量為的直線L的方程，公式如下：

式中：x表示直線L上任一點(diǎn)的橫坐標(biāo)；x₀表示目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的橫坐標(biāo)；y表示直線L上任一點(diǎn)的縱坐標(biāo)；y₀表示目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的縱坐標(biāo)；z表示直線L上任一點(diǎn)的豎坐標(biāo)；z₀表示目標(biāo)靶點(diǎn)M₀的豎坐標(biāo)；m表示直線L的方向向量的橫坐標(biāo)；n表示直線L的方向向量的縱坐標(biāo)；p表示直線L的方向向量的豎坐標(biāo)；

模塊M2.2：獲取第一指向點(diǎn)M₁對(duì)應(yīng)第一運(yùn)動(dòng)平面KN的豎坐標(biāo)z₁與第二指向點(diǎn)M₂對(duì)應(yīng)第二運(yùn)動(dòng)平面PQ的豎坐標(biāo)z₂；

模塊M2.3：根據(jù)如下公式計(jì)算第一指向點(diǎn)M₁、第二指向點(diǎn)M₂分別在第一運(yùn)動(dòng)平面KN、第二運(yùn)動(dòng)平面PQ上的坐標(biāo)：

式中：x₁表示第一指向點(diǎn)M₁的橫坐標(biāo)；y₁表示第一指向點(diǎn)M₁的縱坐標(biāo)；x₂表示第二指向點(diǎn)M₂的橫坐標(biāo)；y₂表示第二指向點(diǎn)M₂的縱坐標(biāo)。