[發(fā)明專利]基于雙平面二自由度運動的空間定位系統(tǒng)與方法

在審

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

本發(fā)明提供了一種基于雙平面二自由度運動的空間定位系統(tǒng)，包含夾持部件、連接部件、定位筒以及運動執(zhí)行部件；所述運動執(zhí)行部件安裝在連接部件上；所述運動執(zhí)行部件與夾持部件一一對應(yīng)，多個運動執(zhí)行部件形成第一運動執(zhí)行件與第二運動執(zhí)行件，多個夾持部件形成第一夾持件與第二夾持件；第一運動執(zhí)行件、第二運動執(zhí)行件分別與第一夾持件、第二夾持件緊固連接；定位筒緊固安裝在多個所述夾持部件上。本發(fā)明還提供了一種基于雙平面二自由度運動的空間定位方法。本發(fā)明基于空間定位分解，通過兩個低維度的平面目標運動實現(xiàn)高維度的空間運動，系統(tǒng)構(gòu)成更簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于雙平面二自由度運動的空間定位系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

空間定位指向在工業(yè)自動化、航空航天、生物醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的空間定位指向系統(tǒng)，如專利文獻CN104483899A提供的臂式空間天文望遠鏡的慣性指向控制方法及控制系統(tǒng)利用多個慣性傳感器與伺服電機，在動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上實現(xiàn)望遠鏡的定位指向；專利文獻CN103970262A提供的光學(xué)式指向系統(tǒng)利用圖像傳感器與參考光源實現(xiàn)空間指向。

但是這些專利申請?zhí)岢龅目臻g定位、指向系統(tǒng)基于復(fù)雜的部件，特別是光學(xué)系統(tǒng)，成本高、構(gòu)成復(fù)雜、難以實現(xiàn)小型化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種基于雙平面二自由度運動的空間定位系統(tǒng)與方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于雙平面二自由度運動的空間定位系統(tǒng)，包含夾持部件、連接部件、定位筒以及運動執(zhí)行部件；

所述運動執(zhí)行部件安裝在連接部件上；所述運動執(zhí)行部件與夾持部件一一對應(yīng)，多個運動執(zhí)行部件形成第一運動執(zhí)行件與第二運動執(zhí)行件，多個夾持部件形成第一夾持件與第二夾持件；

第一運動執(zhí)行件、第二運動執(zhí)行件分別與第一夾持件、第二夾持件緊固連接；定位筒緊固安裝在多個所述夾持部件上。

優(yōu)選地，所述運動執(zhí)行部件包含以下任一種或任多種結(jié)構(gòu)：

--二自由度壓電運動平臺；

--二自由度磁致伸縮運動平臺；

--二自由度形狀記憶合金運動平臺；

--二自由度直線電機運動平臺。

優(yōu)選地，所述夾持部件包含箝位部，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)。

優(yōu)選地，所述夾持部件包含致動箝位結(jié)構(gòu)，所述致動箝位結(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)。

優(yōu)選地，所述第一運動執(zhí)行件、第二運動執(zhí)行件分別位于連接部件沿高度方向的兩端。

優(yōu)選地，還包含控制器，所述控制器包含以下模塊：

模塊M1：獲取目標靶點M₀的位置信息；

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

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

優(yōu)選地，所述模塊M2包含以下模塊：