[發(fā)明專利]一種二自由度宏微精密定位平臺裝置及控制方法

在審

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• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110434835A
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 邱志成;姚錫森;張憲民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J9/12;B25J9/16;B25J19/02
• 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

1.一種二自由度宏微精密定位平臺裝置，其特征在于，包括定位平臺本體部分、檢測部分及控制部分；

所述定位平臺本體部分包括氣浮平臺，所述氣浮平臺上設置定位平臺底座，所述定位平臺底座設置X軸導軌，所述X軸導軌上設置X軸宏動平臺，所述X軸宏動平臺設置Y軸導軌，所述Y軸導軌上設置Y軸宏動平臺，XY軸微動平臺通過四組相同的柔性鉸鏈設置在Y軸宏動平臺上；

還包括驅動X軸導軌運動的X軸直線電機、驅動Y軸導軌運動的Y軸直線電機及驅動柔性鉸鏈發(fā)生變形進一步使XY軸微動平臺運動的壓電陶瓷驅動器；

所述檢測部分包括用于檢測XY軸微動平臺位移信號的電容位移傳感器、用于檢測X軸宏動平臺位移的X軸光柵位移傳感器及用于檢測Y軸宏動平臺運動位移的Y軸光柵位移傳感器；

所述控制部分包括數據采集卡、運動控制卡、計算機、壓電陶瓷控制器及直線電機伺服放大器；

所述檢測部分的檢測信息輸入數據采集卡進一步輸入到計算機，計算機與運動控制卡相互連接，所述運動控制卡分別與壓電陶瓷控制器及直線電機伺服放大器相互連接。

2.根據權利要求1所述的一種二自由度宏微精密定位平臺裝置，其特征在于，所述四組相同的柔性鉸鏈圍成四邊形，相鄰角度為90度。

3.根據權利要求1所述的一種二自由度宏微精密定位平臺裝置，其特征在于，所述X軸導軌由兩條平行設置的導軌構成，兩條導軌相距200mm；

所述Y軸導軌由兩條平行設置的導軌構成，兩條導軌相距170mm。

4.根據權利要求1所述的一種二自由度宏微精密定位平臺裝置，其特征在于，還包括壓力傳感器，所述壓電陶瓷驅動器的頭端緊靠柔性鉸鏈端面，其尾端緊靠壓力傳感器，壓電陶瓷驅動器及壓力傳感器安裝需要施加預緊力后由壓電驅動器緊固件連接Y軸宏動平臺，壓力傳感器檢測預緊力大小信息輸入數據采集卡。

5.根據權利要求1所述的一種二自由度宏微精密定位平臺裝置，其特征在于，X軸直線電機及Y軸直線電機均為無鐵心式直線電機。

6.一種如權利要求1-5任一項所述的二自由度宏微精密定位平臺裝置的控制方法，其特征在于，包括如下：

利用相應的傳感器監(jiān)測當前XY軸微動平臺的位置信息，將位置信息經過數據采集卡輸入計算機；

計算機將接收到的位置信息與預設的目標位置信息進行對比，經運動軌跡算法處理出所需要的粗位移增量及微位移增量；

將粗位移增量信息經過運動控制卡、直線電機伺服放大器驅動X軸直線電機及Y軸直線電機工作，直線電機帶動宏動平臺運動，光柵位移傳感器同時檢測X軸導軌及Y軸導軌的位置信息，傳送至計算機；

將微位移增量信息經過運動控制卡、壓電陶瓷控制器使壓電陶瓷驅動器工作，XY微動平臺產生運動，電容位移傳感器同時產生反饋信息傳送至計算機；

計算機將電容位移傳感器的反饋信息采用反饋控制算法進行處理，將處理后的粗位移增量及微位移增量，再傳送至運動控制卡，再驅動直線電機和壓電陶瓷驅動器實現閉環(huán)控制。

7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述壓電陶瓷驅動器在初始化時需要保持在最大輸出值電壓的中值。