CN106354146B - 一种串联式姿态控制平台及控制方法 - Google Patents

一种串联式姿态控制平台及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种串联式姿态控制平台，包括由底座脚支撑的底座板，底座板上串联设置有半圆柱型支撑件、连接块和平台，半圆柱型支撑件由设置在底座板上的第一组舵机驱动组件驱动，连接块由设置在支撑件上的第二组舵机驱动组件驱动，平台由设置在连接块上的第三组舵机驱动组件驱动，通过发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动实现对平台的姿态控制。本发明通过串联的三组舵机驱动组件分别对支撑件、连接块和平台进行姿态控制，有效提高了直接驱动的串联式姿态控制平台纵向可支撑力度，三个驱动关节两两之间是通过底座板与转盘和半圆柱支撑件与连接块连接的，有效的增大了受力面积，进一步提高了承压能力。

Description

一种串联式姿态控制平台及控制方法
【技术领域】
本发明属于自动化技术领域，具体涉及一种串联式姿态控制平台及控制方法。
【背景技术】
在日常生活和科学研究中，往往需要准确控制被控对象的姿态，以达到工作和实验的要求。目前的姿态控制平台发展水平还未达到人类期望的程度，其重要原因就是不同类型的姿态控制平台其结构存在缺陷，如：纵向支撑力度小等。因此，当前需迫切解决的一个技术问题是设计一种姿态控制平台以准确控制被控对象准确的姿态。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种新型的直接驱动的串联式姿态控制平台及控制方法，解决了现有姿态控制平台由于结构原因导致的纵向可支撑力度小的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种串联式姿态控制平台，包括由底座脚支撑的底座板，所述底座板上串联设置有半圆柱型支撑件、连接块和平台，所述半圆柱型支撑件由设置在所述底座板上的第一组舵机驱动组件驱动，所述连接块由设置在所述支撑件上的第二组舵机驱动组件驱动，所述平台由设置在所述连接块上的第三组舵机驱动组件驱动，通过发射机发出控制信号分别驱动三组所述舵机驱动组件转动实现对所述平台的姿态控制。
进一步的，所述第一组舵机驱动组件包括转盘和第一驱动舵机，所述转盘设置在所述底座板上，所述第一驱动舵机设置在所述底座板的下部。
进一步的，所述底座板的中心开有方孔，所述第一驱动舵机设置在所述方孔内。
进一步的，所述转盘和所述底座板之间装有用于减小摩擦力的滚珠。
进一步的，所述第二组舵机驱动组件包括第一连接件和第二驱动舵机，所述第一连接件设置在所述转盘上且与所述支撑件连接，所述第二驱动舵机设置在所述第一连接件内，通过连接杆与所述连接块连接。
进一步的，所述第三组舵机驱动组件包括第二连接件和第三驱动舵机，所述第三驱动舵机设置在所述连接块上并通过所述第二连接件固定，所述第三驱动舵机与所述平台连接，用于驱动所述平台转动。
进一步的，所述底座板为正方形结构，所述底座脚包括四个分别设置在所述底座板的四个端点处。
进一步的，所述平台为正方形凹槽结构，凹槽内设置有间隔设置有多个固定孔用于固定被控目标物。
一种串联式姿态控制平台控制方法，包括以下步骤：
发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动控制检测用平台的姿态；
当检测用平台需要转动时，则由第一驱动舵机带动转盘，实现对航向的控制；
当检测用平台需要倾斜时，则由第二驱动舵机带动连接块摆动，平台随着连接块的摆动而摆动，实现对俯仰的控制，同时可由第三驱动舵机带动平台实现翻滚控制；
检测完成后，发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动控制检测用平台至初始姿态。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过串联的三组舵机驱动组件分别对支撑件、连接块和平台进行驱动，对比现有的直接驱动的串联式姿态控制平台，有效提高了直接驱动的串联式姿态控制平台纵向可支撑力度，三个驱动关节两两之间是通过底座板与转盘和半圆柱支撑件与连接块连接的，有效的增大了受力面积，进一步提高了承压能力。
进一步的，三组舵机驱动组件分别实现对支撑件、连接块和平台的不同转向控制，提高了纵向可支撑力度，使直接驱动的串联式姿态控制平台性能更好、应用更加广泛。
进一步的，支撑件、连接块和平台对应的驱动舵机旋转配合，使得放置在平台上的被控目标物可实现各种姿态。
本发明还提供了一种串联式姿态控制平台控制方法，由单片机进行控制并通过发射机发出信号进行转动操作，操作简便，可控性强。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明初始姿态示意图；
图3为本发明运动姿态示意图；
图4为本发明内部连接杆结构示意图；
图5为本发明底座板的正视图；
图6为本发明底座板的俯视图；
图7为本发明底座板的仰视图。
其中：1.底座脚；2.底座板；3.滚珠；4.转盘；5.第一驱动舵机；6.第一连接件；7.第二驱动舵机；8.支撑件；9.连接杆；10.连接块；11.第二连接件；12.第三驱动舵机；13.平台。
【具体实施方式】
本发明一种串联式姿态控制平台，包括由底座脚1支撑的底座板2，所述底座板2上串联设置有半圆柱型支撑件8、连接块10和平台13，所述半圆柱型支撑件8由设置在所述底座板2上的第一组舵机驱动组件驱动，所述连接块10由设置在所述支撑件8上的第二组舵机驱动组件驱动，所述平台13由设置在所述连接块10上的第三组舵机驱动组件驱动，通过发射机发出控制信号分别驱动三组所述舵机驱动组件转动实现对所述平台13的姿态控制。
参见图1和图2所示，所述第一组舵机驱动组件包括转盘4和第一驱动舵机5，所述转盘4设置在所述底座板2上，所述第一驱动舵机5设置在所述转盘4的下部。所述底座板2的中心开有方孔，所述第一驱动舵机5设置在所述方孔内。
具体为：底座脚1安装于底座板2上构成了整个底座，第一驱动舵机5也安装在底座板2下方并与转盘4连接用于驱动转盘4运动进而带动支撑件转动。同时，转盘4和底座板2之间装有滚珠3用于支撑转盘4减小摩擦力。
请参阅图4至图7所示，所述第二组舵机驱动组件包括第一连接件6和第二驱动舵机7，所述第一连接件6设置在所述转盘4上且与所述支撑件8连接，所述第二驱动舵机7设置在所述第一连接件6内，通过连接杆9与所述连接块10连接。所述第三组舵机驱动组件包括第二连接件11和第三驱动舵机12，所述第三驱动舵机12设置在所述连接块10上并通过所述第二连接件11固定，所述第三驱动舵机12与所述平台13连接，用于驱动所述平台13转动。
具体为：转盘4上安装有半圆柱支撑件8和第一连接件6，其中第一连接件6用来固定第二驱动舵机7。连接块10通过连接杆9与第二驱动舵机7连接来完成驱动，半圆柱支撑件8在此处用于支撑连接块10。第二连接件11将第三驱动舵机12固定在连接块10上，并且平台13直接与第三驱动舵机连接。
一种串联式姿态控制平台的控制方法，包括以下步骤：
发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动控制检测用平台(13)的姿态；
当检测用平台(13)需要转动时，则由第一驱动舵机(5)带动转盘(4)，实现对航向的控制；
当检测用平台(13)需要倾斜时，则由第二驱动舵机(7)带动连接块(10)摆动，平台(13)随着连接块(10)的摆动而摆动，实现对俯仰的控制，同时可由第三驱动舵机(12)带动平台(13)实现翻滚控制；
检测完成后，发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动控制检测用平台(13)至初始姿态。
当接收到控制信号后，各舵机转动进行工作，分别驱动转盘4、连接块10、平台13转动得到预期的姿态角。转盘4和连接块10又分别由底座板2和半圆柱支撑件8支撑，这样增大了接触面积，大大的提高了压力承受能力，进而提高了纵向可支撑力度，使直接驱动的串联式姿态控制平台性能更好、应用更加广泛。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种利用串联式姿态控制平台的控制方法，其特征在于，一种串联式姿态控制平台包括由底座脚(1)支撑的底座板(2)，所述底座板(2)上串联设置有半圆柱型支撑件(8)、连接块(10)和平台(13)，所述半圆柱型支撑件(8)由设置在所述底座板(2)上的第一组舵机驱动组件驱动，所述连接块(10)由设置在所述支撑件(8)上的第二组舵机驱动组件驱动，所述平台(13)由设置在所述连接块(10)上的第三组舵机驱动组件驱动，通过发射机发出控制信号分别驱动三组所述舵机驱动组件转动实现对所述平台(13)的姿态控制；
所述第一组舵机驱动组件包括转盘(4)和第一驱动舵机(5)，所述转盘(4)设置在所述底座板(2)上，所述第一驱动舵机(5)设置在所述底座板(2)的下部，所述底座板(2)的中心开有方孔，所述第一驱动舵机(5)设置在所述方孔内，所述转盘(4)和所述底座板(2)之间装有用于减小摩擦力的滚珠(3)，所述第二组舵机驱动组件包括第一连接件(6)和第二驱动舵机(7)，所述第一连接件(6)设置在所述转盘(4)上且与所述支撑件(8)连接，所述第二驱动舵机(7)设置在所述第一连接件(6)内，通过连接杆(9)与所述连接块(10)连接；
所述第三组舵机驱动组件包括第二连接件(11)和第三驱动舵机(12)，所述第三驱动舵机(12)设置在所述连接块(10)上并通过所述第二连接件(11)固定，所述第三驱动舵机(12)与所述平台(13)连接，用于驱动所述平台(13)转动；
所述底座板(2)为正方形结构，所述底座脚(1)包括四个分别设置在所述底座板(2)的四个端点处；
所述平台(13)为正方形凹槽结构，凹槽内间隔设置有多个固定孔用于固定被控目标物；控制方法包括以下步骤：
发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动控制检测用平台(13)的姿态；
当检测用平台(13)需要转动时，则由第一驱动舵机(5)带动转盘(4)，实现对航向的控制；
当检测用平台(13)需要倾斜时，则由第二驱动舵机(7)带动连接块(10)摆动，平台(13)随着连接块(10)的摆动而摆动，实现对俯仰的控制，同时可由第三驱动舵机(12)带动平台(13)实现翻滚控制；
检测完成后，发射机发出控制信号分别驱动三组舵机驱动组件转动控制检测用平台(13)至初始姿态。
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基于光电测量平台的多目标定位算法;徐诚等;《中南大学学报(自然科学版)》(第01期);全文 *

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