三支撑平台自动调平算法研究
三点支撑平台的快速调平研究
s i g n e d a n d t h e a p p r o a c h o f a s c e n d i n g me c h a n i c a l l e g s i s c h o s e n a s t h e l e v e l i n g me t h o d .Ac c o r d i n g t o l o a d a c t i n g u p o n l e g a n d t h e s t e p p i n g mo t o r t o r q u e ̄ e q u e n c y c h a r a c t e is r t i c c u r v e ,t h e l e v e l i n g p r o c e s s i s d i v i d e d i n t o t h r e e s t a —
D O I :1 0 . 1 3 3 8 2 / j . j e m i . 2 0 1 5 . 0 8 . 0 1 7
三 - _ 一 点 , ■ ' 、 支 _ — ■ _ r 撑 平 台 的快 速 调 平 研 究 木
王 超 ,
( 1 . 中国科 学 院 摘
高云 国
长春
乔 健
对于车载光电跟踪设备来说随着调平系统的改进其基准平面的调平精度要求越来越高所需调平时间越来越少稳定性也越来越高目前从支腿数量来看载车主要由四腿进行支撑但是在载车由运输状态切换到工作状态时四腿支撑存在着现象很难保证载车平台重复定位的稳定性容易导致载车上的长距离光路对准结构出现光路对准发生偏移现象因此就需要重新调整光路对准从而导致了工作效率的降难以满足短时间内展开工作的要求
Ab s t r a c t :I n o r d e r t o p r o v i d e t h e s t a b i l i t y a c c u r a c y f o r v e h i c l e - b o r n p h o t o e l e c t ic r t r a c k i n g e q u i p me n t , t h e a p p r o a c h o f t h r e e me c h a n i c a l l e g s i s e mp l o y e d t o s u p p o t r t h e v e h i c l e .T h e e n t i r e t r a n s mi s s i o n s y s t e m o f me c h a n i c l a l e g i s d e —
车辆平台液压自动调平装置方案
车辆平台液压自动调平方案1 引言特种车辆在到达预定位置后,要求能快速架设精确的水平基准。
高水平度的稳定平台对于车辆特种仪器操作有重要影响。
以往车辆平台主要采用手动调整螺杆或手动液压千斤顶,通过目测气泡水平仪,由多人反复操作调节各螺杆支腿达到水平,这种方法调节时间长、水平精度低,操作难度大,且需要多人配合操作。
近年来,车辆平台的调平采用了自动调平系统,其中主要有机电调平系统和电液调平系统,大大缩短了调平的时间,提高了调平的精度,只需要启动电源即可完成全部架设与调平。
本方案论述电液调平的关键技术。
2 调平方案2.1 调平系统调平系统由检测、执行机构和控制系统3部分组成,具体包括双轴水平传感器、阀控液压缸和基于DSP的数字液压控制系统及相关连接电缆等组成。
(1) 检测装置为角度检测器,用来检测平台左右及前后的不平度。
其检测值的大小是系统判断是否进行调平的依据,其检测精度的高低直接决定了系统的最终调平精度。
(2) 调平执行机构采用4 个带有自锁功能的液压支腿,将其对称布置在车辆底座的两侧,由相应的电液阀控制,通过支腿的上下伸缩,实现车辆的调平。
(3) 控制系统是自动调平系统的核心组成部分,本方案采用基于DSP处理器的数字控制系统完成控制算法,采用智能功率驱动模块替代传统的继电器方式对液压缸电磁阀进行控制;通过数字控制器的软件程序控制液压机构动作,完成车辆的自动调平。
本方案设计考虑到安装的便利性将角度传感器集中在数字控制器内。
自动调平控制原理图如下:2.2 水平度误差分析图2 是4 点式承载平台示意图,采用4 个垂直液压缸来支撑平台。
图2 平台支撑示意图水平传感器沿X 、Y 方向布置, X 、Y 两个方向的水平倾角为α和β,两传感器间的夹角为γ,则平台的倾斜角度θ可由α和β合成为:给 定 控 制 精 度DSP 模块电平 转换 驱动 模块电磁阀 1 2 3 4液压缸1 液压缸2 液压缸3 液压缸4车 辆 平 台两自由度角度传感器数据采集模块 液压泵电源模块图 1 液压自动调平系统原理框图CPLD 逻辑 控制如果两个方向的控制精度为±δ,则调平后平台的水平误差为:从上式可以得出,控制精度δ给定,当γ= 90°时,即两传感器垂直布置,平台的水平误差θ有最小值,此时:θ= 2δ。
6腿支撑液压式平台自动调平算法
6腿支撑液压式平台自动调平算法
盛英;仇原鹰
【期刊名称】《西安电子科技大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2002(029)005
【摘要】为了实现6腿支撑液压式大吨位平台的计算机控制自动调平,参照Stewart并联机构,将高次静不定平台结构转化为静定结构.通过对平台机构运动学和动力学分析,得到关于平台腿长、液压缸速度、加速度、驱动力的计算机参数化调平算法.基于测量结果,给出平台自动调平的运动规划.算例表明,算法正确,调整过程合理.参数化自动调平算法既可作为调平闭环控制的依据,也为平台液压缸的结构设计、功率选择提供了定量参考.
【总页数】5页(P593-597)
【作者】盛英;仇原鹰
【作者单位】西安电子科技大学,机电工程学院,陕西,西安,710071;西安电子科技大学,机电工程学院,陕西,西安,710071
【正文语种】中文
【中图分类】TP271+.31;TP275
【相关文献】
1.空气弹簧支撑的Hexapod微激振平台自动调平研究 [J], 关睿雪;黄海;黄舟;王海强
2.六点支撑稳定平台自动调平控制系统的建模与仿真 [J], 周亭亭;王渝
3.三支撑平台自动调平算法研究 [J], 王颖;刘杰;张星
4.一种三支腿平台自动调平系统的设计 [J], 张朝文;刘金山
5.六点支撑液压式平台自动调平系统 [J], 盛英;仇原鹰
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三支撑平台自动调平算法研究
备 的三个 支 点 降 到 最 低 , 电子 水 平 仪 处 在 支 点 把 ( : 如 A点 ) 的正 上 方 , 与 另 外 两 个 支 点 ( : C 并 如 B、
图 1 调 平 示 意 图
点) 的连线 尽 量 保 持 平 行 ; 后 逆 时 针 转 动设 备 一 然
21 0 0年 1 O月 2 8日收 到 ,1月 1 日修 改 1 7
2 圆一 平面三支撑调平算法
确定最低 点 、 间点 和最 高点 。 中
4期
王
颖 , : 支 撑 平 台 自动调 平 算 法研 究 等 三
2 1 建立 空 间直角 坐标 系 .
所 求 。交 点 A 满足 方程 组 ( ) : 1… ( — ) 。 +( 。 +( ) = 3。 y— ) z一 2 戈 B一 )+Y Y ( c ( B—Y )+z z c =0 c ( — )
无 论是 自动 调 平 , 是 半 自动调 平 , 想 提 高 调 平 还 要 的速度 和精度 , 需要 采 取 有效 的调 平算 法 。由于 都
调 整不 同的支 撑点 , 其工 作 平 面各 点 的水 平改 变 对
是不一 样 的 , 因此调 整 设 备 的各 支 撑 点将 会 相互 影
响和 干扰 , 调整 工作 出现反 复 J 使 。对 设 备 的水 平 调整需 要 进 行 深 入 的研 究 , 达 到 快 速 调 平 的 目 以 的 , 文就此 进行 了一些探 讨 。 本
据验证。数据结果表 明, 该算 法的精度还是 比较高 的。将该 算法应用 到试验 设备 的调 平 系统 中可 以实现设 备 的 自动 、 快速 调Biblioteka 。 关键词调平 系统
多支腿平台最佳均匀载荷调平方法与试验研究开题报告预答辩
购置搭建试验平台所需的水平倾角传感器及力传感器,并利用单片机的 AD转换功能得到所需的倾角及压力值;
确定所研制的平台调平系统机电传动部分各构件(传动此轮、滚珠丝杠 等)的尺寸并做出CAD图,最后生产厂商加工定做,搭建基于单片 机控制的多支腿调平系统试验平台;
和支腿的变形对调平结果的影响
②设计出一种快速实现几何调平和支腿载荷调平的控制策略
在对各支腿进行控制时,保证 各支腿之间同步运动,提高了 调平速度
所建数学模型能精确计算到各支腿的 伸缩量,用非常少的迭代次数实现调 平,并且将支腿之间的耦合影响与反 复调平次数降到最小
起止日期
2015年2月 2015年3月-5月
▪ 实验室拥有Ansys、Matlab、CodaWarrior、 AutoCAD等软件及相关硬件的支持.
目前已完成的工作
建立了多支腿柔性平台最佳均匀支腿载荷快速调平模型
已借助于Ansys和Matlab软件对本课题所采取的调平数 学模型的有效性进行验证,仿真结果达到预期调平要求 利用单片机对步进电机进行转角定量控制、加减速
在CodaWarrior中对系统所采用的数学模型进行编程,设计试验方案,并 且对整个平台自动调平系统进行调试,已达到预期设计要求;
整理试验数据,总结课题研究内容,查漏补缺,撰写硕士论文;
硕士论文答辩。
参考文献(部分)
国内外主要参考文献
[1] 韩洋洋.冷发射装置结构动力学试验平台的调平系统设计与仿真研究[D].南京:南京理工大学,2013. [2] 叶康峰.重载、高精度平台调平控制系统的研究[D].重庆:重庆大学,2004. [3] 盛英,仇原鹰.六点支撑液压式平台自动调平系统[J].液压与气动,1999,(4):24-26. [4] Steward D.A Platform with Six Degrees of Freedom [A] .Proceeding of Institute of Mechanical Engineering,
空气弹簧隔振平台自动调平控制的研究
The Research On AutOmatic Level COntrOI Of Alr Sp ring lsOIatiOn PIatfOrm
GAO Hong—tan91, YE Xiao—youl, SUN Shuang.hual,CHANG Hai.taDl,
ZHANG Xia02,WANG Hai-juan3 (1.NationaJ Institute of Metmlogy,Beijing 100013,china;2.China Jili锄g university,Han孕hou,zheji锄g 310018,chi蛆;
示平台姿态的变化,平台绕x轴的转动(左右偏摆)
为:
9,=tan。1(.∥C)一机
(3)
平台的绕y轴的转动(前后俯仰)为:
如=tan一(A/C)一咖1
(4)
式(2)、式(3)中qb0、咖。为平台计算平面和实际
监测平面的初始系统差,平台测量软件内设置可由
人工输入初始校准值,在输入初始校准值后,平台自
身就成为具有水平角度计算能力的测量平台。采用
3.Xi’an North Qinchuan Gmup Co.Ltd,Xi’an,Sh出m】【i 7l0043,Chi眦;)
co姗on Abst翰ct:r11le leveling method 0f
pla怕咖w船8ummerized,锄d the pla怕珊system based on the air spring
110
计
量学
调平过程分为两个过程,第一是调平阀的自动调平, 第二是计算机控制的调平动态跟踪误差补偿。调平 控制软件实现平台调平后误差的自动补偿功能是调 平系统的关键技术,补偿控制方案采用手动控制初 始补偿结合计算机精密自动动态跟踪补偿的方式, 其控制流程如图6所示。在计算机自动调平补偿的 设计上,采用平台两方向分别控制的方案,则简化了 控制算法,提高了控制的效率。另外,根据平台系统 在前后方向上的调平误差变化频率和幅度都比左右 方向上的小,前后方向上的闭环控制周期低于左右 方向E的。
三支点平台水平智能调节系统[实用新型专利]
专利名称:三支点平台水平智能调节系统专利类型:实用新型专利
发明人:刘杰
申请号:CN201020102004.8
申请日:20100127
公开号:CN201689342U
公开日:
20101229
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本实用新型涉及一种三支点平台水平智能调节系统,由数字式电子水平仪和智能终端两部分组成;其特征在于:智能终端由单片机最小系统、语音电路、接口电路和电源电路四部分组成;智能终端由按键控制,通过RS232接口读取数字式电子水平仪测量数据,经过单片机处理后,由语音电路指示操作;同时,由LED灯光指示系统状态和待调整的支点。
其结构简单、价格低廉,使用方便快捷、稳定可靠、调平精度高,能以最少的步骤快速手动调平设备,提高工效70%以上。
申请人:刘杰
地址:137001 吉林省白城市平台63861部队二队
国籍:CN
代理机构:吉林长春新纪元专利代理有限责任公司
代理人:王薇
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自动调平平台机构设计及分析
自动调平平台机构设计及分析何世凤;郝静如;孙江宏【摘要】针对医用护理床行走过程中随地面坡度而发生倾斜的情况,设计了3自由度机电式自动调平平台.调平平台采用3支撑腿结构,调平时3支腿可自动伸缩调整平台至水平,另有1虚固定杆对平台起到稳定作用,保证了调平后载体的水平和稳定.通过支腿间的运动关系分析,结果表明调平时前后左右方向2组支腿均可以1∶1的速度比同时进行伸缩运动,并提高了调平速度.【期刊名称】《北京信息科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(027)005【总页数】4页(P73-76)【关键词】自动调平平台;机电式;自由度;调平速度【作者】何世凤;郝静如;孙江宏【作者单位】北京信息科技大学机电工程学院北京100192;北京信息科技大学机电工程学院北京100192;北京信息科技大学机电工程学院北京100192【正文语种】中文【中图分类】工业技术第 27 卷第 5 期2012 年 10 月北京信息科技大学学报Joumalof BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity Vol.27No.5Oct.2012文章编号:1674-6864(2012)05-0073-04自动调平平台机构设计及分析何世凤,郝静如,孙江宏(北京信息科技大学机电工程学院北京 100192 )摘要:针对医用护理床行走过程中随地面坡度而发生倾斜的情况,设计了3 自由度机电式自动调平平台。
调平平台采用 3 支撑腿结构,调平时 3 支腿可自动伸缩调整平台至水平,另有 l 虚固定杆对平台起到稳定作用,保证了调平后载体的水平和稳定。
通过支腿间的运动关系分析,结果表明调平时前后左右方向 2 组支腿均可以 1 :1 的速度比同时进行伸缩运动,并提高了调平速度。
关键词:自动调平平台;机电式;自由度;调平速度中图分类号: TH11文献标志码: A Mechanismdesignandanalysisofauto-levelingplatform HEShi-feng,HAOJing-ru,SUNJiang-hong ( SchoolofF.lectrOJnechanicalF:ngineering,BeijingInforniatinn ScienceandTechnologyUniversity,Beijing100192,China) Abstract: An electromechanicalauto-levelingplatformwiththreedegreesof freedomis designed aimingatthesituationthatmedicalcarebedinclineswiththegroundslopewhen walking.Leveling platformusesthe structureof threesupportinglegs,whichcanbeautomaticallyexpandedtoadjustthe platformtolevel. Anotherfalse fixed poleplaysapartin the stabilityof leveling platform,toensurethe level andstahilityof'theloads. By analyzingthe kinematicrelation of supportinglegs,itis concluded that twogroupsof supportinglegs of thefront andbacksides,theleftandrightsides,canmoveatthe speedratio of aboutl:1atthe sametimetoimprovethe Ieveling speed. Keywords:aL_to-levelingplacform;electromechanical;degreeof freedom;levelingspeed 0 引言调平系统经历了手动调平到自动调平的发展过程。
双驱动六点支承平台设计及调平算法
双驱动六点支承平台设计及调平算法王大志;谢占功;何凯;杜如虚【摘要】针对传统三点支承平台的欠约束和欠驱动问题,基于运动学原理提出了一种双驱动六点支承平台.该平台在自然状态下具有确定位姿,在输入状态下具有确定运动,由此解决了三点支承平台的欠约束和欠驱动问题.以加速度计作为测量传感元件,提出了一种基于重力加速度方向矢量的两输入调平算法,并利用平台法线矢量运动变换获得了平台的转动角度.该平台调平范围±5°,水平重复精度优于0.001 7°,具有运动确定以及稳定性高的特点,可用于精密仪器及机械的自动调平.最后,指出了调平的二转动自由度姿态控制的运动学本质.%Aiming at the under-constraint and under-actuator for leveling stages with three point supports, a stage with six point supports using two inputs only is proposed. The stage possesses definite position and orientation in natural states and definite motion in input states. A leveling algorithm of the acceleration of gravity via two inputs is presented. The rotational angle of the platform is acquired via motion transformation of normal vector by measuring the acceleration of gravity. The experiment result shows that the repeatability of leveling is superior to 0. 0017 degree in two directions. The orientation and motion of the mechanism are deterministic and with high stability. The stage can be used for precision machines and instruments. Finally, the kinematic nature of two degrees of freedom orientation control for leveling is pointed out.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2013(035)002【总页数】6页(P86-91)【关键词】三点支承;调平机构;调平算法;重力加速度;跟踪平台【作者】王大志;谢占功;何凯;杜如虚【作者单位】广州中国科学院先进技术研究所精密工程研究中心,广东广州511458;中国科学院深圳先进技术研究院精密工程研究中心,广东深圳518055【正文语种】中文【中图分类】TH112.93引言调平是精密仪器及机械领域常见的一类问题。
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第11卷第4期2011年2月167l—1815(2011)4-0806—06科学技术与工程
ScienceTechnologyand
Engineering
Vol-llNo.4Feb.20ll
@2011Sci.Tech.Engng.
地球科学
三支撑平台自动调平算法研究
王颖刘杰张星
(63861部队。
白城137000)
摘要分析了3支撑调平原理,提出了圆一平面自动调平的数学模型,并利用误差传播定律对该模型进行了误差分析和数据验证。
数据结果表明,该算法的精度还是比较高的。
将该算法应用到试验设备的调平系统中可以实现设备的自动、快速调平。
关键词调平系统电子水平仪误差传播定律
中图法分类号P204;文献标志码B
调平是把试验设备工作平面的水平调整到适合使用的要求,是许多设备正常工作的前提条件。
尤其是对一些高精密设备,调平精度直接影响其总体精度。
为了解决这个问题,生产厂家在研制生产的过程中在设备上安装半自动或自动调平系统。
无论是自动调平,还是半自动调平,要想提高调平的速度和精度,都需要采取有效的调平算法。
由于调整不同的支撑点,对其工作平面各点的水平改变是不一样的,因此调整设备的各支撑点将会相互影响和干扰,使调整工作出现反复悼J。
对设备的水平调整需要进行深入的研究,以达到快速调平的目的,本文就此进行了一些探讨。
1调平原理
调平系统主要有3支撑、4支撑、6支撑等方案。
本文所提出的调平算法主要是针对这种3支撑调平系统的。
现以圆板调平为例,分析3支撑调平原理。
ABC为一圆板.A、B和C为三个支撑点,首先将设备的三个支点降到最低,把电子水平仪处在支点(如:A点)的正上方,并与另外两个支点(如:B、C点)的连线尽量保持平行;然后逆时针转动设备一
2010年lO月28日收到,11月17日修改周,测得相对高差,并记录最低点(如支点A)、中间点(如支点曰)和最高点(如支点C)(见图1(a));当调整A点使之升高时,A点是沿着以B、C连线中点D为圆心,以DA为半径的网运动,该圆与支点C所在的水平面的交点A’点即是A点所要调整的位置(见图2);当A’点与C点在同一水平面时,中间点B再沿着以A’、C连线中点E为圆心,以EB为半径的圆运动,该圆与支点C所在的水平面的交点∥点即为曰点所调整的位置(见图4),至此,完成调平。
(文中的水平面即指大地水准面,以下皆简称水平面。
调平的目的就是使设备的工作平面与大地水准面平行)。
图1调平示意图
2圆.平面三支撑调平算法
确定最低点、中间点和最高点。
三支撑平台自动调平算法研究
作者:王颖, 刘杰, 张星, WANG Ying, LIU Jie, ZHANG Xing
作者单位:63861部队,白城,137000
刊名:
科学技术与工程
英文刊名:SCIENCE TECHNOLOGY AND ENGINEERING
年,卷(期):2011,11(4)
1.丘维声解析几何 2008
2.史厚强基于三点支撑的仪器调平[期刊论文]-仪器仪表学报 2004(04)
3.张航.黄攀精通MATLAB 2002
4.张书毕测量平差 2008
1.史厚强基于三点支承的仪器调平[期刊论文]-仪器仪表学报2004,25(z1)
2.史厚强试验设备的调平[期刊论文]-理化检验-物理分册2005,41(1)
3.王涛水平仪使用小窍门[期刊论文]-品牌与标准化2011(8)
4.王剑波.WANG Jian-bo基于CAN总线的数字式自动找平控制系统设计[期刊论文]-国外电子元器件2007(2)
5.李建荣.王志乾.LI Jianrong.WANG Zhiqian光电测量系统中的实时调平补偿方法[期刊论文]-测试技术学报2008,22(1)
6.史厚强基于三点支承的仪器调平[会议论文]-2004
7.任作新.张艳兵.姚舜才升高低点调平技术研究[期刊论文]-华北工学院学报2004,25(3)
8.胡春辉.弋景刚.姜海勇.刘江涛.崔亚彬.Hu Chunhui.Yi Jinggang.Jiang Haiyong.Liu Jiangtao.Cui Yabin基于三点调平的农田激光清平机设计与研究[期刊论文]-农机化研究2011,33(3)
9.史厚强.SHI Hou-qiang平台对角线快速调平的新方法[期刊论文]-机械制造与自动化2007,36(2)
10.梁杰现代摊铺机自动调平系统的数字化[期刊论文]-建筑机械2003(7)
本文链接:/Periodical_kxjsygc201104028.aspx。