[實用新型]一種平面運動倒立擺

有效

• 申請號: 201820392723.4
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN208224846U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 甄圣超;余濤;陳小龍
• 申請（專利權）人: 安徽合動智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 于俊

本實用新型涉及一種平面運動倒立擺，由方型支架、平面運動單元和擺桿部分組成。所述平面運動單元放置在方型支架的上方，擺桿部分通過連接件和平面運動單元固定；所述平面運動單元放置在方型支架上方，擺桿部分通過連接件和平面運動單元固定。所述平面運動單元包括第一直線電機、底座、第二直線電機以及一個法蘭；所述第一直線電機、第二直線電機空間上十字交叉疊放，第一直線電機提供X軸方向運動，第二直線電機提供Y軸方向運動，合成運動可以沿著平面任意方向運動。所述平面運動倒立擺系統采用直線電機直接驅動擺桿部分，省去中間傳動機構干擾，使得控制更加精確，在軍工、航天以及科研教學有著廣泛地用途。

技術領域

本實用新型屬于自動控制技術的科研與教學實驗裝置領域，具體來說涉及一種平面運動倒立擺。

背景技術

由于倒立擺系統是一個典型的快速、多變量、非線性、強耦合、自然不穩定系統，而且在它的控制過程中，能有效反映諸如鎮定性、魯棒性、隨動性以及跟蹤等許多關鍵問題，因此是進行控制理論教學及開展各種控制策略的理想實驗平臺，人們常常利用倒立擺檢驗各種控制算法的不穩定性、非線性和快速系統的控制能力以及各種控制算法的有效性。對倒立擺系統進行研究，不僅具有理論意義，其類似的控制方法在半導體及精密儀器加工、機器人控制技術、人工智能、導彈攔截系統、航空對接控制技術、火箭發射中的垂直度控制、衛星飛行器中的姿態控制和一般工業應用等方面都具有廣闊的利用開發前景。傳統的倒立擺通常為直線倒立擺系統、環形倒立擺系統，它們都是通過在線性軌跡上運動而達到平衡，不能在平面內完成任意方向的運動。

實用新型內容

本實用新型針對傳統倒立擺的不足，提出了一種平面運動倒立擺，由方型支架、平面運動單元和擺桿部分組成，第一直線電機、第二直線電機空間上十字交叉疊放，第一直線電機提供X軸方向運動，第二直線電機提供Y軸方向運動，合成運動可以沿著平面任意方向運動,而且采用直線電機直接驅動小車，省去了中間的傳動機構及干擾，使得控制更加精確可靠。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種平面運動倒立擺，包括方型支架1、平面運動單元2、擺桿部分3；所述平面運動單元2放置在方型支架1的上方，擺桿部分3通過連接件和平面運動單元2固定；

所述平面運動單元2包括第一直線電機20、底座21、第二直線電機20’以及一個法蘭5；所述第一直線電機20包括相互配合的第一小車202和第一導軌203，所述第一導軌203固定安裝在所述底座21上；所述第二直線電機20’包括相互配合的第二小車202’和第二導軌203’，所述第二導軌203’固定安裝在所述方型支架1上；

所述第一直線電機20和所述第二直線電機20’空間上十字交叉疊放，所述底座21固定安裝在所述第二小車202’的頂部；所述法蘭5固定安裝在第一小車202的頂部，所述擺桿部分3與所述法蘭5連接；

所述第一直線電機20提供X軸方向運動，所述第二直線電機20’提供Y軸方向運動，所述第一直線電機20和所述第二直線電機20’的合成運動提供水平面內任意方向的直線運動；

所述第一小車202上設有第一線性編碼器205，所述第一導軌203上設有與所述第一線性編碼器205相對應的第一磁柵206；所述第二小車202’上設有第二線性編碼器205’，所述第二導軌203’上設有與所述第二線性編碼器205’相對應的第二磁柵206’；

所述擺桿部分3內設有姿態傳感器；

所述第一直線電機20和所述第二直線電機20’結構相同；