[實用新型]一種旋轉運動和直線移動的同步運動控制裝置

有效

• 申請號: 201820976095.4
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN208384433U
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 邱志成;梁浩陽
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本實用新型公開了一種旋轉運動和直線移動的同步運動控制裝置，包括直線移動機構部分、旋轉運動機構部分、拉力檢測部分和控制部分；所述的直線移動機構部分利用同步帶和同步帶輪保持兩完全一致的導軌機構的滑塊等速直線移動，同時放置在滑塊上的轉動機構部分隨之轉動以卷開薄膜材料，通過拉力檢測部分檢測薄膜受到的拉力，最后控制部分調節轉動機構部分的轉速使薄膜材料卷開時受到的拉力處于合適范圍內。該裝置可實現直線移動和旋轉運動速率匹配，讓薄膜材料時刻處于合適的拉力范圍之內。

技術領域

本實用新型涉及同步運動控制領域，具體涉及一種旋轉運動和直線移動的同步運動控制裝置。

背景技術

為應對人類對未知太空的探索，航天航空的研究方向正快速發展。為應對惡劣的太空環境(如低溫、宇宙輻射強)，還有設備供能存在困難，人類對所需的更輕、更大、更強的航天器提出了更高的要求。而目前科技前沿是有關航天器太陽能帆板的展開機構，這其中涉及展開臂的直線移動的同步、展開臂直線移動和薄膜太陽能電池卷開時旋轉運動的同步、剛性結構運動和柔性結構運動的同步等。如果展開臂直線移動和薄膜太陽能電池卷開時旋轉運動不同步或同步效果差，將可能導致薄膜太陽能電池被拉斷或自由懸浮在太空中，這直接導致各種資源的浪費。

同步帶和同步帶輪組成的同步帶傳動機構綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優點，用于機械設計具有一定的優勢，如傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；傳動平穩，具有緩沖、減振能力，噪聲低；傳動效率高，節能效果明顯；維護保養方便，不需潤滑，維護費用低。

拉力傳感器越來越被開發出新的用途，目前較先進的想法是將采集的拉力信號用于同步控制方面，其具有一定的優勢，如精度高，測量范圍廣，壽命長，結構簡單，頻響特性好，能在惡劣條件下工作，易于實現小型化、整體化和品種多樣化等。但是對于大應變有較大的非線性、輸出信號較弱，可采取一定的補償措施。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種旋轉運動和直線移動的同步運動控制裝置。

本實用新型充分考慮了高負載對導軌滑塊直線移動和薄膜材料卷開時所受拉力變化的影響。

本實用新型采用如下技術方案：

一種旋轉運動和直線移動的同步運動控制裝置，包括直線移動機構部分、旋轉運動機構部分、拉力檢測部分及控制部分；

所述直線移動機構部分包括第一伺服電機、第一減速機、兩個移動裝置、第一同步帶輪、第二同步帶輪及同步帶；

兩個移動裝置平行設置在實驗臺上，第一伺服電機的輸出軸與第一減速機的輸入端連接，第一減速機的輸出端與其中一個移動裝置一端連接，該移動裝置的末端通過第一同步帶輪與同步帶連接，另一個移動裝置的末端通過第二同步帶輪與同步帶連接，同步帶帶動第一及第二同步帶輪同步旋轉；

所述旋轉運動機構部分包括平臺、第二伺服電機、第二減速機及滾筒，所述平臺固定在兩個移動裝置上，滾筒的兩端通過軸承座固定在平臺上，所述第二伺服電機與第二減速機的輸入端連接，第二減速機的輸出端與滾筒一端連接驅動滾筒的旋轉運動；

所述拉力檢測部分包括薄膜材料、固定板及拉力傳感器，所述薄膜材料的一端卷繞在滾筒的中心軸段，其另一端固定在型板上，在型板及固定板之間設置拉力傳感器，用于檢測薄膜材料的拉力變化；

所述控制部分：

包括計算機、運動控制卡、伺服電機驅動器I及伺服電機驅動器II，所述計算機與運動控制卡連接，拉力傳感器與運動控制卡連接，運動控制卡分別與伺服電機驅動器I及伺服電機驅動器II連接，進一步驅動第一伺服電機及第二伺服電機轉動。

兩個移動裝置分別為第一移動裝置及第二移動裝置，均包括滑塊、導軌及絲桿；