[发明专利]并联运动解耦伺服控制平台

说明书

技术领域

本发明涉及两轴联动解耦机构技术领域，更具体地，涉及一种并联运动解耦伺服控制平台。

背景技术

目前广泛采用的两轴平面运动平台多采用旋转电机加滚珠丝杠等传动方式，在这种情况下，旋转电机通过丝杠将旋转运动转化为直线运动，存在传动环节，使得运动副之间存在间隙等非线性环节，且运动部分质量大，限制了平台的运动速度、加速度及控制精度等性能指标。所以开发新型驱动方式和机构（低摩擦、高加速度、运动解耦机构）的高速高精度运动系统已成为激光加工、精密光电检测等领域的重要研究内容。

目前国际以及国内精密定位平台多采用直线电机驱动的方式取代以往的旋转电机驱动方式以简化工作组件组成、减少装配和组件间隙误差。例如美国H2W Tech公司生产的31-0305xy音圈电机驱动平台，是目前市场上较为成熟及定位精度较高的一款定位平台。其理论上具有无线分辨率、无滞后、高响应、高速、体积小等优点。但是经过我们的应用发现其存在的以下不足如：音圈电机驱动线缆随各级运动平台运动对于高速轨迹跟踪控制产生干扰；底层平台驱动质量较大对于高速、高加速轨迹跟踪控制存在先天不足。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种并联的运动质量小、精度高的并联运动解耦伺服控制平台。

根据本发明实施例的并联运动解耦伺服控制平台，包括：基座；第一和第二直线电机，所述第一和第二直线电机分别安装在所述基座上且分别沿相互垂直的第一和第二水平方向延伸，所述第一和第二直线电机分别包括第一和第二电机动子，所述第一和第二电机动子分别与所述第一和第二直线电机相连且分别在所述第一和第二直线电机的驱动下沿所述第一和第二水平方向移动；和运动平台，所述运动平台安装在所述第一和第二直线电机之间，所述运动平台的第一和第二侧边分别与所述第一和第二电机动子相连且分别在所述第一和第二电机动子的驱动下沿所述第一和第二水平方向移动。

根据本发明实施例的并联运动解耦伺服控制平台，采用并联式结构，结构简单且对称，第一和第二水平方向的运动组件可以互换，便于加工及维护，并且在工作时更容易保证运动平台在运动时的水平度，从驱动力电信号的输入到运动平台的运动的执行结果在每个运动方向上更加一致，有利于控制平面运动的轨迹轮廓精度。

另外，根据本发明实施例的并联运动解耦伺服控制平台，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述运动平台大体形成为矩形，所述运动平台的第一侧边上形成有沿所述第二水平方向延伸的第一滑轨，所述第二侧边上形成有沿所述第一水平方向延伸的第二滑轨，所述第一侧边与所述第一电机动子之间设有与所述第一滑轨适配的第一滑块，所述第一滑轨可滑动地安装在所述第一滑块内以使所述运动平台在所述第二水平方向运动；所述第二侧边与所述第二电机动子之间设有与所述第二滑轨适配的第二滑块，所述第二滑轨可滑动地安装在所述第二滑块内以使所述运动平台在所述第一水平方向运动。

可选地，所述第一直线电机上形成有沿所述第一水平方向延伸的第一导轨，所述第二直线电机上形成有沿所述第二水平方向延伸的第二导轨且所述第一和第二导轨垂直相连，所述第一滑块与所述第一电机动子通过第一连接块相连且所述第一连接块下部形成有与所述第一导轨适配的第一滑槽，所述第二滑块与所述第二电机动子通过第二连接块相连且所述第二连接块下部形成有与所述第二导轨适配的第二滑槽。

优选地，所述第一和第二滑轨与所述运动平台一体形成。

根据本发明的一个实施例，还包括第一和第二位移传感器，所述第一和第二位移传感器分别安装在所述基座的第一和第二水平方向上以检测所述运动平台的移动距离。

可选地，所述第一和第二位移传感器分别包括：第一和第二光栅，所述第一和第二光栅分别安装在所述第一和第二连接块上；和第一和第二计数器，所述第一和第二计数器分别安装在所述基座的第一和第二水平方向上以计量所述第一和第二光栅在所述第一和第二水平方向上的移动距离。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二直线电机为音圈直线电机。

可选地，所述第一和第二直线电机的第一和第二电机动子为永磁体。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二直线电机的电磁线圈固定安装在所述基座上，且所述第一和第二直线电机的电缆线由所述第一和第二电机动子引出。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明