CN109782817A - 一种动态平台高度智能调节系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态平台高度智能调节系统及方法，包括动态平台和基座，在所述动态平台底部设置有四根调节杆，分别设置在动态平台底面靠近四个角的位置处，每根调节杆的一端与动态平台底部铰接，另一端悬空设置，且在每根调节杆上套接有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与驱动电机连接；在所述驱动电机的输出轴上设置有转角编码器，在所述动态平台上设置有用于检测其倾角的倾角传感器；所述倾角传感器和转角编码器的信号输出端与处理器的信号输入端电连接，所述处理器的信号输出端与各驱动电机电连接，各驱动电机根据处理器的命令实现转动速度、角度及方向的控制，从而驱动蜗轮转动带动蜗杆在高度方向移动，实现动态平台的高度智能调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种动态平台高度智能调节系统，属于动态平台平衡监测技术领域。
背景技术
动态平台被广泛应用于很多场合中，例如船载水平平台、大型光电设备基准平面自动调节系统，以及一些实验中。然而，对于一些需要模拟各种平台倾角的小型实验来说，如果采用较为先进的专用平台，则设备的购置成本较高，不利于推广使用。另外，现有的动态平台不易对其高度进行调整。基于此，申请人研发了一种简易的高度可调式动态平台系统，其包括动态平台、调节杆、蜗杆、蜗轮及驱动电机，由驱动电机驱动调节杆沿高度方向移动，从而实现高度及倾角的调节。然而目前是手动调节，如何实现其智能控制是要进一步解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种动态平台高度智能调节系统，以实现动态平台的高度智能控制，解决手动控制存在的操作不便，实用性差的问题。
本发明的技术方案是：一种动态平台高度智能调节系统，包括动态平台和设置在动态平台下方的基座，
在所述动态平台底部设置有四根调节杆，分别设置在动态平台底面靠近四个角的位置处，每根调节杆的一端与动态平台底部铰接，另一端悬空设置，且在每根调节杆上套接有蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮与驱动电机连接；在所述驱动电机的输出轴上设置有转角编码器，在所述动态平台上设置有用于检测其倾角的倾角传感器；
所述倾角传感器和转角编码器的信号输出端与处理器的信号输入端电连接，所述处理器的信号输出端与各驱动电机电连接，各驱动电机根据处理器的命令实现转动速度、角度及方向的控制，从而驱动蜗轮转动带动蜗杆在高度方向移动，实现动态平台的高度调节。
在所述基座上固定的设置有弹簧，弹簧的另一端与动态平台底部固定连接。
所述倾角传感器为液体摆倾角传感器，所述倾角传感器与信号调理电路模块电连接，信号调理电路模块与处理器电连接，以将倾角传感器测得的电信号转换成倾角方向及倾斜角度，并输入到处理器。
所述信号调理电路模块包括测量电路和迁移放大电路，所述测量电路将获取到的倾角传感器的倾角值转换成电信号，而所述迁移放大电路将电信号进行迁移放大处理。
所述驱动电机为蜗轮蜗杆减速电机。
本发明还公开了一种所述动态平台高度智能调节系统的调节方法，设定当前动态平台的高度值，在处理器收到预定动态平台的高度值后，将预定高度值与设定高度值比较，得到差值，处理器根据正值或负值依次控制驱动电机正反转，驱动调节杆上下移动差值；并且处理器在收到倾角传感器检测到的动态平台的倾角值及方向后，处理器控制该倾角方向上的驱动电机向将倾角值减小的方向动作，直至倾角值为0，使动态平台保持水平。
本发明的有益效果是：本发明通过在动态平台下方设计调节杆、蜗轮、蜗杆及驱动电机，可以实现对动态平台的倾角调整，而安装的倾角传感器可以提高动态平台倾角显示的准确度，并能提高动态平台调整的精确度，转角编码器可实现对驱动电机转角的检测，进而转换成调节杆的上下移动幅度，由此设计的智能调节系统可实现动态平台的智能控制，有效解决了手动控制存在的操作不便，实用性差的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为测量电路的结构图；
图3为迁移放大电路的结构图；
图中：1动态平台，2基座，3弹簧，4倾角传感器，5调节杆，6蜗杆，7蜗轮，8蜗轮蜗杆减速电机。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：
请参考图1，根据本发明一种动态平台高度智能调节系统，包括动态平台1和安装在动态平台1下方的基座2，动态平台1为一板型件，在动态平台1的底部设置有弹簧3，弹簧3的上端与动态平台1底部固定连接，而弹簧3的下端固定地设置在基座2上，弹簧3可对动态平台1实现部分支撑，但又不会限制动态平台1的运动。例如，弹簧3为4根，围绕动态平台1的底部中部位置设置。
在动态平台1底部围绕弹簧3设置有至少两根以上的调节杆5，每根调节杆5的一端与动态平台1底部铰接，另一端悬空设置，且在每根调节杆5上套接有蜗杆6，蜗杆6与蜗轮7啮合，蜗轮7与驱动电机连接，驱动电机驱动蜗轮7转动带动蜗杆6在高度方向移动，从而实现动态平台1的局部倾角调节。例如，调节杆5为4根，分别设置在动态平台1底面靠近四个角的位置处。例如，驱动电机为蜗轮蜗杆减速电机8，其具有自锁功能，可将调节杆5的位置进行相对固定。
在动态平台1上设置有用于检测其倾角的倾角传感器4。优选地，倾角传感器4为液体摆倾角传感器4。优选地，倾角传感器4为4个，分别对称设置在动态平台1的四个侧壁上，以测量动态平台1纵横方向的倾角。例如，在动态平台1的四个侧壁上分别开设有一条形孔，将倾角传感器4安装在其中，优选安装在侧壁的中部位置处。
倾角传感器4与信号调理电路模块电连接，信号调理电路模块与处理器电连接，以将倾角传感器4测得的电信号转换成倾角方向及倾斜角度，并输入到处理器。优选地，信号调理电路模块包括测量电路和迁移放大电路，分别如图2和图3所示，均为常规的电路结构，其中测量电路用于将获取到的倾角传感器4的倾角值转换成和它有线性关系的电信号，例如，将倾角值-90 ~ +90°的角度变化量转换成 0~5 V 的标准电压信号，当电容水平时，输出电压为 2.5 V，相应地-90°~ 0°对应的是 0 ~2.5 V，0°~ +90°对应的是2.5~5 V。迁移放大电路用于将电信号进行下迁移并放大，以便进入处理器进行A/D转换而不会影响A/D转换的精度，满足处理器进行A/D转换时对分辨率的要求。
在驱动电机的输出轴上设置有转角编码器，以检测输出轴的转动角度，由于蜗轮7与蜗杆6的转动比例是固定的，因此根据输出轴的转角及转向可测算出调节杆5的上下移动距离。
倾角传感器4和转角编码器的信号输出端与处理器的信号输入端电连接，处理器的信号输出端与各驱动电机电连接，各驱动电机根据处理器的命令实现转动速度、角度及方向的控制，从而驱动蜗轮7转动带动蜗杆6在高度方向移动，实现动态平台1的高度调节。
处理器的信号输出端与显示器电连接，以显示动态平台1的倾角方向及倾斜角度，以便观察及操作。
根据本发明一种动态平台高度智能调节系统的调节方法，设定当前动态平台1的高度值，在处理器收到预定动态平台1的高度值后，将预定高度值与设定高度值比较，得到差值，差值为正值或负值，处理器根据正值或负值依次控制各驱动电机正反转，驱动调节杆5上下移动差值，既得调节位置；并且倾角传感器4实时将检测到的动态平台1的倾角值及方向传递给处理器，处理器控制该倾角方向上的驱动电机向将倾角值减小的方向动作，直至倾角值为0，使动态平台1保持水平。例如，预先设定好每个调节杆5所在的方向，根据实际情况预先判定好倾角与驱动电机的转动方向及转动圈数的关系，处理器在收到倾角值及方向后，将其换算为纵横两个方向的倾角，进而可知道哪两个纵横方向的驱动电机的动作，以及动作的方向及转动圈数，从而实现智能控制。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种动态平台高度智能调节系统，包括动态平台(1)和设置在动态平台(1)下方的基座(2)，其特征在于：
在所述动态平台(1)底部设置有四根调节杆(5)，分别设置在动态平台(1)底面靠近四个角的位置处，每根调节杆(5)的一端与动态平台(1)底部铰接，另一端悬空设置，且在每根调节杆(5)上套接有蜗杆(6)，蜗杆(6)与蜗轮(7)啮合，蜗轮(7)与驱动电机连接；在所述驱动电机的输出轴上设置有转角编码器，在所述动态平台(1)上设置有用于检测其倾角的倾角传感器(4)；
所述倾角传感器(4)和转角编码器的信号输出端与处理器的信号输入端电连接，所述处理器的信号输出端与各驱动电机电连接，各驱动电机根据处理器的命令实现转动速度、角度及方向的控制，从而驱动蜗轮(7)转动带动蜗杆(6)在高度方向移动，实现动态平台(1)的高度调节。
2.根据权利要求1所述的动态平台高度智能调节系统，其特征在于：在所述基座(2)上固定的设置有弹簧(3)，弹簧(3)的另一端与动态平台(1)底部固定连接。
3.根据权利要求1所述的动态平台高度智能调节系统，其特征在于：所述倾角传感器(4)为液体摆倾角传感器(4)，所述倾角传感器(4)与信号调理电路模块电连接，信号调理电路模块与处理器电连接，以将倾角传感器测得的电信号转换成倾角方向及倾斜角度，并输入到处理器。
4.根据权利要求3所述的动态平台高度智能调节系统，其特征在于：所述信号调理电路模块包括测量电路和迁移放大电路，所述测量电路将获取到的倾角传感器(4)的倾角值转换成电信号，而所述迁移放大电路将电信号进行迁移放大处理。
5.根据权利要求1所述的动态平台高度智能调节系统，其特征在于：所述驱动电机为蜗轮蜗杆减速电机(8)。
6.如权利要求1至5任一所述动态平台高度智能调节系统的调节方法，其特征在于：设定当前动态平台(1)的高度值，在处理器收到预定动态平台(1)的高度值后，将预定高度值与设定高度值比较，得到差值，处理器根据正值或负值依次控制驱动电机正反转，驱动调节杆(5)上下移动差值；并且处理器在收到倾角传感器(4)检测到的动态平台(1)的倾角值及方向后，处理器控制该倾角方向上的驱动电机向将倾角值减小的方向动作，直至倾角值为0，使动态平台(1)保持水平。
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