CN116953870A - 六自由度调整及动态稳定平台 - Google Patents
六自由度调整及动态稳定平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116953870A CN116953870A CN202311212282.7A CN202311212282A CN116953870A CN 116953870 A CN116953870 A CN 116953870A CN 202311212282 A CN202311212282 A CN 202311212282A CN 116953870 A CN116953870 A CN 116953870A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flexible
- voice coil
- coil motor
- flange
- assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
- H02K11/22—Optical devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
- H02K41/035—DC motors; Unipolar motors
- H02K41/0352—Unipolar motors
- H02K41/0354—Lorentz force motors, e.g. voice coil motors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Abstract
本发明涉及大型光学载荷中光学组件精密调整技术领域，尤其涉及一种六自由度调整及动态稳定平台，包括一个定平台；六个直线促动器，分别沿横轴与纵轴对称安装在定平台上；一个动平台，用于与光学组件相连；六个微观驱动器，六个微观驱动器与六个直线促动器一一对应相连，每个微观驱动器均包括：支撑杆组件、音圈电机组件和柔性组件，支撑杆组件与动平台相连、音圈电机组件与定平台相连，柔性组件连接在支撑杆组件与音圈电机组件之间。本发明提供的六自由度调整及动态稳定平台，具有结构紧凑、包络空间小和质量轻等优势，且可实现动平台六自由粗/精两级控制。
Description
技术领域
本发明涉及大型光学载荷中光学组件精密调整技术领域，尤其涉及一种六自由度调整及动态稳定平台。
背景技术
六自由度并联平台因其高精度、无积累误差和高刚度等特点，在大型光学望远镜光学组件调整过程中发挥着重要的作用。基于六自由度并联平台的调整机构在国内外大口径地基望远镜已有广泛的应用，而在国内外的大型空间光学载荷的光学组件位姿调整机构的应用较少。
研究人员针对上述问题开展了研究工作，为了避免2m口径空间光学舱的光路对后端不同感光焦面的切换及扰动源对成像质量造成影响，目前采用六自由度大行程并联机构与稳像机构的串联装配形式，实现对后端模块切换以及光学系统稳像功能，但该装配形式增加了航天产品的尺寸、重量及功耗。北京航空航天大学的黄海等提出了基于宏微驱动的并联式精密跟瞄平台，其中，促动器分为滚珠滚珠丝杠促动器和压电促动器部分，促动器的两侧采用球型铰链连接，该促动器未采用柔性放大机构，驱动行程不超过0.1mm，仅适用于高频稳像，无法实现静态微米级定位，且对动平台的承载能力较弱。
发明内容
本发明为解决现有技术中对动平台的承载能力弱、无法实现静态微米级定位等缺陷，提供一种六自由度调整及动态稳定平台，实现对光学组件的大行程调整，且具有对动平台的承载能力高的特点。
本发明提供的六自由度调整及动态稳定平台，包括：
一个定平台；
六个直线促动器，分别沿横轴与纵轴对称安装在定平台上；
一个动平台，用于与光学组件相连；
六个微观驱动器，六个微观驱动器与六个直线促动器一一对应相连，每个微观驱动器均包括：支撑杆组件、音圈电机组件和柔性组件、支撑杆组件与动平台相连、音圈电机组件与定平台相连、柔性组件连接在支撑杆组件与音圈电机组件之间。
优选地，每个支撑杆组件均包括：柔性虎克铰、支撑杆、第一柔性法兰、柔性球铰和柔性球铰法兰，其中，动平台与柔性虎克铰相连、柔性虎克铰与支撑杆相连、支撑杆与第一柔性法兰相连、第一柔性法兰与柔性球铰相连、柔性球铰与柔性球铰法兰相连、第一柔性法兰与柔性组件连接。
优选地，每个柔性组件均包括：上安装面法兰、下安装面法兰、柔性薄片、薄片支撑，其中，上安装面法兰与第一柔性法兰相连、下安装面法兰与音圈电机组件相连、上安装面法兰与下安装面法兰之间装配有柔性薄片、柔性薄片至少为两层、每层柔性薄片的上下表面均装配有薄片支撑、且装配于同一层柔性薄片的两个薄片支撑相对旋转90°。
优选地，每个音圈电机组件均包括：安装法兰、音圈电机定子支撑、第一弹性薄膜、第二弹性薄膜、电容传感识别器、电容传感器、音圈电机动子支撑、音圈电机定子、音圈电机动子、光栅尺读数头和光栅尺，其中，音圈电机定子支撑的一端开设有与下安装面法兰适配的螺纹孔、音圈电机定子支撑与下安装面法兰通过螺钉固连、音圈电机定子支撑的另一端固连有安装法兰、音圈电机定子支撑的两端还分别与第一弹性薄膜和第二弹性薄膜固连、第一弹性薄膜和安装法兰之间的空腔分别安装有电容传感识别器和电容传感器、电容传感识别器与第一弹性薄膜固连、电容传感器与安装法兰固连、第一弹性薄膜和第二弹性薄膜之间连接音圈电机动子支撑、音圈电机动子套装在音圈电机动子支撑的促动轴上、音圈电机动子装配在音圈电机定子的凹槽内、音圈电机定子固定在第一弹性薄膜和音圈电机动子之间的音圈电机定子支撑上、音圈电机定子支撑的一侧与光栅尺读数头固定、光栅尺读数头与光栅尺相对设置、且光栅尺固定在音圈电机动子支撑上、柔性球铰法兰与第二弹性薄膜固连。
优选地，每个直线促动器均包括：电机安装座、驱动电机、谐波减速器、滚珠丝杠、丝杠螺母、编码器安装座、编码器、第二柔性法兰、滑块、导轨、霍尔感应组件、轴承、轴承座、磁钢组件，其中，驱动电机安装在电机安装座上、驱动电机的输出轴与谐波减速器的输入端装配、谐波减速器的输出端连接滚珠丝杠的一端、滚珠丝杠上套设有丝杠螺母、滚珠丝杠的另一端穿过轴承的内圈与编码器相连、轴承的外圈固定在轴承座上、编码器与编码器安装座装配在一起；滚珠丝杠的两侧分别设有导轨、导轨的两端均设有霍尔感应组件、丝杠螺母与滑块固连、滑块的两端分别与磁钢组件固连、滑块与第二柔性法兰固连、第二柔性法兰与安装法兰相连。
优选地，十二条导轨均平行。
优选地，当六个直线促动器上的滑块的运动方向和运动距离保持一致时，动态稳定平台的初始构型始终保持不变。
优选地，柔性组件用于承受动平台的重量并对定平台的扰动进行衰减。
与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：
（1）本发明提供的六自由度调整及动态稳定平台，具有结构紧凑、包络空间小和质量轻等优势，且可实现动平台六自由粗/精两级控制，实现动平台的六自由度调整的动态稳定。
（2）本发明将直线促动器组件设置在定平台上，实现动平台调整，音圈电机组件和柔性组件位于直线促动器组件和支撑杆组件之间，简化了六自由度调整及动态稳定平台实现动态稳定过程中动力学模型，实现六自由度调整及动态稳定平台的高精度动态稳定控制。
（3）该系统六个直线促动器组件呈沿横轴与纵轴对称平行布置于定平台上，使六个直线促动器进行直线大行程运动时，支腿组件中的柔性铰链柔性变形最小，进而实现动平台在沿横轴与纵轴方向的大范围调整。
（4）本发明的微观驱动器由支撑杆组件、柔性组件及音圈电机组件构成，由于音圈电机在提供动力时，需利用第一弹性薄膜和第二弹性薄膜对音圈电机动子和定子需要弹性薄膜进行复位，但第一弹性薄膜和第二弹性薄膜无法承受动平台重量，本发明将柔性组件置于音圈电机组件和支撑杆组件之间，用于承受动平台重量并对定平台的扰动进行衰减。
（5）本发明将第一弹性薄膜和第二弹性薄膜布置在音圈电机动子支撑两端，增加了音圈电机在工作过程中的稳定性，同时音圈电机组件通过安装电容传感器及光栅尺实现了双闭环控制，即光栅尺能够对不同负载状态下第一弹性薄膜和第二弹性薄膜的变形状态及直线大行程运动过程中第一弹性薄膜和第二弹性薄膜的位置进行测试闭环；电容传感器在高精度动态稳定过程中对音圈电机动子进行测量闭环。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的六自由度调整及动态稳定平台的结构示意图。
图2是根据本发明实施例提供的微观驱动器的结构示意图。
图3是根据本发明实施例提供的支撑杆组件的结构示意图。
图4是根据本发明实施例提供的柔性组件的结构示意图。
图5是根据本发明实施例提供的音机电机组件的结构示意图。
图6是根据本发明实施例提供的直线促动器的结构示意图。
图7（a）是根据本发明实施例提供的动平台的铰点的初始位置的分布示意图。
图7（b）是根据本发明实施例提供的定平台的铰点的初始位置的分布示意图。
附图标记：动平台1、微观驱动器2、直线促动器3、定平台4、支撑杆组件2-1、柔性组件2-2、音圈电机组件2-3、柔性虎克铰2-1-1、支撑杆2-1-2、第一柔性法兰2-1-3、柔性球铰2-1-4、柔性球铰法兰2-1-5、上安装面法兰2-2-1、柔性薄片2-2-3、薄片支撑2-2-2、下安装面法兰2-2-4、安装法兰2-3-1、第二弹性薄膜2-3-4、音圈电机定子支撑2-3-3、第一弹性薄膜2-3-2、电容传感识别器2-3-5、电容传感器2-3-6、音圈电机动子支撑2-3-7、音圈电机定子2-3-8、音圈电机动子2-3-9、光栅尺读数头2-3-10、光栅尺2-3-11、驱动电机3-1、电机安装座3-2、滚珠丝杠3-3、滑块3-4、导轨3-5、轴承座3-6、编码器安装座3-7、霍尔感应组件3-8、磁钢组件3-9、谐波减速器3-10、丝杠螺母3-11、编码器3-12、第二柔性法兰3-13。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
图1示出了根据本发明实施例提供的六自由度调整及动态稳定平台的结构，图2示出了根据本发明实施例提供的微观驱动器的结构。
如图1-图2所示，本发明提供一种六自由度调整及动态稳定平台，包括：
一个定平台4。
六个直线促动器3，分别沿横轴与纵轴对称安装在定平台4上。
一个动平台1，用于与光学组件相连。
六个微观驱动器2，六个微观驱动器2与六个直线促动器3一一对应相连，每个微观驱动器2均包括：支撑杆组件2-1、音圈电机组件2-3和柔性组件2-2，支撑杆组件2-1与动平台1相连、音圈电机组件2-3与定平台4相连、柔性组件2-2连接在支撑杆组件2-1与音圈电机组件2-3之间。
图3示出了根据本发明实施例提供的支撑杆组件的结构。
如图3所示，每个支撑杆组件2-1均包括：柔性虎克铰2-1-1、支撑杆2-1-2、第一柔性法兰2-1-3、柔性球铰2-1-4和柔性球铰法兰2-1-5，其中，动平台1与柔性虎克铰2-1-1相连、柔性虎克铰2-1-1与支撑杆2-1-2相连、支撑杆2-1-2与第一柔性法兰2-1-3相连、第一柔性法兰2-1-3与柔性球铰2-1-4相连、柔性球铰2-1-4与柔性球铰法兰2-1-5相连、第一柔性法兰2-1-3与柔性组件2-2连接。
与柔性球铰法兰2-1-5相连的柔性球铰2-1-4与第一柔性法兰2-1-3产生相对转动，第一柔性法兰2-1-3带动支撑杆2-1-2进行相对运动，支撑杆2-1-2通过柔性虎克铰2-1-1对动平台1进行六自由度调整。
图4示出了根据本发明实施例提供的柔性组件的结构。
如图4所示，每个柔性组件2-2均包括：上安装面法兰2-2-1、下安装面法兰2-2-4、柔性薄片2-2-3、薄片支撑2-2-2，其中，上安装面法兰2-2-1与第一柔性法兰2-1-3相连、下安装面法兰2-2-4与音圈电机组件2-3相连、上安装面法兰2-2-1与下安装面法兰2-2-4之间装配有柔性薄片2-2-3、柔性薄片2-2-3至少为两层、每层柔性薄片2-2-3的上下表面均装配有薄片支撑2-2-2、且装配于同一层柔性薄片2-2-3的两个薄片支撑2-2-2相对旋转90°。
柔性组件2-2通过上安装面法兰2-2-1和下安装面法兰2-2-4分别与支撑杆组件2-1和音圈电机组件2-3相连，柔性薄片2-2-3与薄片支撑2-2-2相配合用于承载与支撑杆组件2-1相连的动平台1的重量，并减少动平台1进行六自由度调整时对与音圈电机组件2-3相连的定平台4造成扰动。
图5示出了根据本发明实施例提供的音机电机组件的结构。
如图5所示，每个音圈电机组件2-3均包括：安装法兰2-3-1、音圈电机定子支撑2-3-3、第一弹性薄膜2-3-2、第二弹性薄膜2-3-4、电容传感识别器2-3-5、电容传感器2-3-6、音圈电机动子支撑2-3-7、音圈电机定子2-3-8、音圈电机动子2-3-9、光栅尺读数头2-3-10和光栅尺2-3-11，其中，音圈电机定子支撑2-3-3的一端开设有与下安装面法兰2-2-4适配的螺纹孔、音圈电机定子支撑2-3-3与下安装面法兰2-2-4通过螺钉固连、音圈电机定子支撑2-3-3的另一端固连有安装法兰2-3-1、音圈电机定子支撑2-3-3的两端还分别与第一弹性薄膜2-3-2和第二弹性薄膜2-3-4固连、第一弹性薄膜2-3-2和安装法兰2-3-1之间的空腔分别安装有电容传感识别器2-3-5和电容传感器2-3-6、电容传感识别器2-3-5与第一弹性薄膜2-3-2固连、电容传感器2-3-6与安装法兰2-3-1固连、第一弹性薄膜2-3-2和第二弹性薄膜2-3-4之间连接音圈电机动子支撑2-3-7、音圈电机动子2-3-9套装在音圈电机动子支撑2-3-7的促动轴上、音圈电机动子2-3-9装配在音圈电机定子2-3-8的凹槽内、音圈电机定子2-3-8固定在第一弹性薄膜2-3-2和音圈电机动子2-3-9之间的音圈电机定子支撑2-3-3上、音圈电机定子支撑2-3-3的一侧与光栅尺读数头2-3-10固定、光栅尺读数头2-3-10与光栅尺2-3-11相对设置、且光栅尺2-3-11固定在音圈电机动子支撑2-3-7上、柔性球铰法兰2-1-5与第二弹性薄膜2-3-4固连。
音圈电机动子2-3-9沿音圈电机动子支撑2-3-7的促动轴进行轴向平动促动，使第一弹性薄膜2-3-2和第二弹性薄膜2-3-4发生形变，光栅尺2-3-11与光栅尺读数头2-3-10相配合，对音圈电机动子2-3-9的位移以及第一弹性薄膜2-3-2和第二弹性薄膜2-3-4能够承受的形变量进行监控，避免音圈电机动子2-3-9的移动损害第一弹性薄膜2-3-2和第二弹性薄膜2-3-4，同时电容传感识别器2-3-5和电容传感器2-3-6相结合对第一弹性薄膜2-3-2的形变量进行监控，实现对音圈电机动子2-3-9的位移的测量，通过电容传感器2-3-6和光栅尺2-3-11实现对音圈电机动子2-3-9的位移的双闭环控制。
图6示出了根据本发明实施例提供的直线促动器的结构。
如图6所示，每个直线促动器3均包括：电机安装座3-2、驱动电机3-1、谐波减速器3-10、滚珠丝杠3-3、丝杠螺母3-11、编码器安装座3-7、编码器3-12、第二柔性法兰3-13、滑块3-4、导轨3-5、霍尔感应组件3-8、轴承、轴承座3-6和磁钢组件3-9，其中，驱动电机3-1安装在电机安装座3-2上、驱动电机3-1的输出轴与谐波减速器3-10的输入端装配、谐波减速器3-10的输出端连接滚珠丝杠3-3的一端、滚珠丝杠3-3上套设有丝杠螺母3-11、滚珠丝杠3-3的另一端穿过轴承的内圈与编码器3-12相连、轴承的外圈固定在轴承座3-6上、编码器3-12与编码器安装座3-7装配在一起、滚珠丝杠3-3的两侧分别设有导轨3-5、导轨3-5的两端均设有霍尔感应组件3-8、丝杠螺母3-11与滑块3-4固连、滑块3-4的两端分别与磁钢组件3-9固连、滑块3-4与第二柔性法兰3-13固连、第二柔性法兰3-13与安装法兰2-3-1相连。
十二条导轨均平行。
当六个直线促动器3上的滑块3-4的运动方向和运动距离保持一致时，动态稳定平台的初始构型始终保持不变。动态稳定平台的初始构型不变是指柔性虎克铰2-1-1的初始状态、柔性球铰2-1-4的初始状态、六个动平台的铰点与六个定平台的铰点的初始高度差以及六个定平台的铰点之间的初始相对位置均保持不变。
谐波减速器3-10和驱动电机3-1相配合实现对滚珠丝杠3-3的转速的控制，滚珠丝杠3-3带动滑块3-4通过磁钢组件3-9在导轨3-5上移动，霍尔感应组件3-8对滑块3-4起限位作用，保证滑块3-4在滑动过程中不超过导轨3-5的行程，编码器用于对滚珠丝杠3-3的转角进行高精度反馈，滑块3-4通过第二柔性法兰3-13实现对微观驱动器的调整。
六自由度调整及动态稳定平台的调整过程如下：六自由度调整及动态稳定平台的调整由大行程调整和精细调整两个部分实现，大行程调整是指六个直线促动器3带动微观驱动器2在定平台4上进行滑动，在进行大行程调整时，微观驱动器2为下电状态，六个直线促动器3沿同一方向运动时，在动态稳定平台的初始构型状态不变的前提下，动平台1沿滑块3-4的移动方向进行大范围运动，同时，六个直线促动器3沿不同方向运动时可对动平台1的六自由度实现1mm及1°量级的调整，将六个直线促动器3上的滑块3-4滑动至目标位置，锁定六个直线促动器3；精细调整是指利用音圈电机组件2-3中的音圈电机动子2-3-9沿音圈电机动子支撑2-3-7的促动轴进行轴向平动促动，使与第二弹性薄膜2-3-4固连的柔性球铰法兰2-1-5通过柔性球铰2-1-4带动支撑杆组件2-1进行调整，支撑杆组件2-1通过柔性虎克铰2-1-1对动平台1实现六自由度调整，并且通过设置电容传感器闭环使微观驱动器2的调整精度达到nm量级，同时，柔性组件2-2用于承载与支撑杆组件2-1相连的动平台1的重量，并减少动平台1进行六自由度调整时对定平台4造成扰动。
图7（a）示出了根据本发明实施例提供的动平台的铰点的初始位置的分布。
如图7（a）所示，六个柔性虎克铰2-1-1与动平台1的下表面的连接处的六个铰点分别为P1~P6，将相邻的两个铰点连线构成六边形，六个铰点分布在以OP为圆心，以Rp为半径的圆周上，直线OPP1与直线OPP2之间的夹角为100°、直线OPP3与直线OPP4之间的夹角为100°、直线OPP5与直线OPP6之间的夹角为100°。C为P1与P2连线的中点，D为P3与P4连线的中点，E为P5与P6连线的中点，直线OPC与直线OPD之间的夹角、直线OPD与直线OPE之间的夹角以及直线OPE与直线OPC之间的夹角均为120°。
图7（b）示出了根据本发明实施例提供的定平台的铰点的初始位置的分布。
如图7（b）所示，六个微观驱动器2中的六个安装法兰2-3-1与六个第二柔性法兰3-13连接处的六个铰点分别为B1~B6，以B1、B2、B5和B6作为正六边形的四个顶点，构建正六边形，连接B1与B6，B3和B4位于与B1B6对称的边上，且B3和B4沿正六边形的水平对称轴呈对称分布，正六边形以R为圆心，连接R与B1得到向量RB1，向量RB1与水平对称轴的夹角为15°。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，包括：
一个定平台；
六个直线促动器，分别沿横轴与纵轴对称安装在定平台上；
一个动平台，用于与光学组件相连；
六个微观驱动器，六个微观驱动器与六个直线促动器一一对应相连，每个微观驱动器均包括：支撑杆组件、音圈电机组件和柔性组件，所述支撑杆组件与所述动平台相连、所述音圈电机组件与所述定平台相连、所述柔性组件连接在所述支撑杆组件与所述音圈电机组件之间。
2.根据权利要求1所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，每个支撑杆组件均包括：柔性虎克铰、支撑杆、第一柔性法兰、柔性球铰和柔性球铰法兰，其中，所述动平台与所述柔性虎克铰相连、所述柔性虎克铰与所述支撑杆相连、所述支撑杆与所述第一柔性法兰相连、所述第一柔性法兰与所述柔性球铰相连、所述柔性球铰与所述柔性球铰法兰相连、所述第一柔性法兰与所述柔性组件连接。
3.根据权利要求2所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，每个柔性组件均包括：上安装面法兰、下安装面法兰、柔性薄片、薄片支撑，其中，所述上安装面法兰与所述第一柔性法兰相连、所述下安装面法兰与所述音圈电机组件相连、所述上安装面法兰与所述下安装面法兰之间装配有所述柔性薄片、所述柔性薄片至少为两层、每层柔性薄片的上下表面均装配有所述薄片支撑、且装配于同一层柔性薄片的两个薄片支撑相对旋转90°。
4.根据权利要求3所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，每个音圈电机组件均包括：安装法兰、音圈电机定子支撑、第一弹性薄膜、第二弹性薄膜、电容传感识别器、电容传感器、音圈电机动子支撑、音圈电机定子、音圈电机动子、光栅尺读数头和光栅尺，其中，所述音圈电机定子支撑的一端开设有与所述下安装面法兰适配的螺纹孔、所述音圈电机定子支撑与所述下安装面法兰通过螺钉固连、所述音圈电机定子支撑的另一端固连有所述安装法兰、所述音圈电机定子支撑的两端还分别与所述第一弹性薄膜和所述第二弹性薄膜固连、所述第一弹性薄膜和所述安装法兰之间的空腔分别安装有所述电容传感识别器和所述电容传感器、所述电容传感识别器与所述第一弹性薄膜固连、所述电容传感器与所述安装法兰固连、所述第一弹性薄膜和所述第二弹性薄膜之间连接所述音圈电机动子支撑、所述音圈电机动子套装在所述音圈电机动子支撑的促动轴上、所述音圈电机动子装配在所述音圈电机定子的凹槽内、所述音圈电机定子固定在所述第一弹性薄膜和所述音圈电机动子之间的所述音圈电机定子支撑上、所述音圈电机定子支撑的一侧与所述光栅尺读数头固定、所述光栅尺读数头与所述光栅尺相对设置、且所述光栅尺固定在所述音圈电机动子支撑上、所述柔性球铰法兰与所述第二弹性薄膜固连。
5.根据权利要求4所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，每个直线促动器均包括：电机安装座、驱动电机、谐波减速器、滚珠丝杠、丝杠螺母、编码器安装座、编码器、第二柔性法兰、滑块、导轨、霍尔感应组件、轴承、轴承座、磁钢组件，其中，所述驱动电机安装在所述电机安装座上、所述驱动电机的输出轴与所述谐波减速器的输入端装配、所述谐波减速器的输出端连接所述滚珠丝杠的一端、所述滚珠丝杠上套设有所述丝杠螺母、所述滚珠丝杠的另一端穿过所述轴承的内圈与所述编码器相连、所述轴承的外圈固定在所述轴承座上、所述编码器与所述编码器安装座装配在一起、所述滚珠丝杠的两侧分别设有导轨、所述导轨的两端均设有所述霍尔感应组件、所述丝杠螺母与所述滑块固连、所述滑块的两端分别与所述磁钢组件固连、所述滑块与所述第二柔性法兰固连、所述第二柔性法兰与所述安装法兰相连。
6.根据权利要求5所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，十二条导轨均平行。
7.根据权利要求6所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，当六个直线促动器上的滑块的运动方向和运动距离保持一致时，所述动态稳定平台的初始构型始终保持不变。
8.根据权利要求1所述的六自由度调整及动态稳定平台，其特征在于，所述柔性组件用于承受所述动平台的重量并对所述定平台的扰动进行衰减。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311212282.7A CN116953870B (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 六自由度调整及动态稳定平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311212282.7A CN116953870B (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 六自由度调整及动态稳定平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116953870A true CN116953870A (zh) | 2023-10-27 |
| CN116953870B CN116953870B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=88442853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311212282.7A Active CN116953870B (zh) | 2023-09-20 | 2023-09-20 | 六自由度调整及动态稳定平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116953870B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1637277A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA | Parallel kinematics machine with elastic joints |
| CN106313002A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-01-11 | 浙江理工大学 | 一种大行程高精度的空间六自由度柔顺并联机构 |
| CN107127738A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-05 | 哈尔滨工业大学 | 刚柔混合线解耦变刚度的可重构冗余驱动广义并联机构 |
| CN107991901A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-04 | 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 | 音圈电机位移促动器仿真平台及其工作方法 |
| CN115574228A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-01-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种六自由度高精度宏微并联调整平台 |
| CN116345840A (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-27 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种音圈电机驱动竖直升降z轴组件 |
| CN116766141A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 粗精两级驱动六自由度并联调整平台 |
-
2023
- 2023-09-20 CN CN202311212282.7A patent/CN116953870B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1637277A1 (en) * | 2004-09-17 | 2006-03-22 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA | Parallel kinematics machine with elastic joints |
| CN106313002A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-01-11 | 浙江理工大学 | 一种大行程高精度的空间六自由度柔顺并联机构 |
| CN107127738A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-05 | 哈尔滨工业大学 | 刚柔混合线解耦变刚度的可重构冗余驱动广义并联机构 |
| CN107991901A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-04 | 中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所 | 音圈电机位移促动器仿真平台及其工作方法 |
| CN116345840A (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-27 | 江苏集萃精凯高端装备技术有限公司 | 一种音圈电机驱动竖直升降z轴组件 |
| CN115574228A (zh) * | 2022-09-07 | 2023-01-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种六自由度高精度宏微并联调整平台 |
| CN116766141A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-19 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 粗精两级驱动六自由度并联调整平台 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| XIAOMINGWANG: "Research on a six-degree-of-freedom disturbance force and moment simulator for space micro-vibration experiments", 《JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION》 * |
| 王晓明: "基于六维并联机构的空间光学载荷微振动环境模拟及指向稳定技术研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, pages 57 - 87 * |
| 韩哈斯敖其尔: "空间望远镜用高精度高刚度并联调整平台设计与测试研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, pages 27 - 47 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116953870B (zh) | 2023-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103204249B (zh) | 一种飞机发动机安装用多轴调姿平台 | |
| CN100579716C (zh) | 球形铰接式三坐标柔性调姿单元 | |
| CN103267210B (zh) | 一种六自由度并联指向平台 | |
| CN108161896B (zh) | 6-pss并联机构 | |
| CN109318210B (zh) | 十三自由度主被动柔顺调姿对接平台及其柔性对接方法 | |
| US9898000B2 (en) | Planar positioning system and method of using the same | |
| CN108705410B (zh) | 一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备 | |
| CN111086662B (zh) | 一种适用于多自由度实验对象的三维主动重力卸载装置 | |
| CN111268392A (zh) | 一种柔性自适应支撑机器人及方法 | |
| CN104551718A (zh) | 五维微调机构 | |
| CN116953870B (zh) | 六自由度调整及动态稳定平台 | |
| CN107860545B (zh) | 大型跨声速风洞大载荷模型捕获轨迹试验的六自由度系统 | |
| JP2023107213A (ja) | 並列接続型姿勢調整に基づく惑星ローバー磁気浮上重力補償実験プラットフォーム | |
| CN114922935A (zh) | 一种刚柔耦合位力复合执行机构及恒力控制方法 | |
| CN113696479A (zh) | 一种精密三维直驱气浮式4d打印运动平台及其实现方法 | |
| CN113687489A (zh) | 大型光学红外望远镜拼接镜面的柔性位移促动器 | |
| CN105629423A (zh) | 用于天文望远镜副镜位置控制的高精度五维调节机构 | |
| CN109239068A (zh) | 一种针对宏微运动平台的视觉检测装置及方法 | |
| CN113246100A (zh) | 一种新型3-pss三维平动柔性并联微动平台 | |
| CN114779428B (zh) | 一种多层嵌套反射镜位姿的悬挂式精密调整装置 | |
| CN113942666A (zh) | 一种用于零重力环境模拟的近零刚度支承装置 | |
| CN112346235A (zh) | 一种fast馈源舱定位机构 | |
| WO2020253892A1 (en) | A device for changing the dynamic stiffness of a gantry or overhung structure | |
| CN116381892B (zh) | 一种基于直驱式气浮平台的二级宏微相机镜头调焦装置 | |
| CN220085659U (zh) | 精密定位平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |