[发明专利]基于双平面二自由度运动的空间定位系统与方法

说明书

本发明提供了一种基于双平面二自由度运动的空间定位系统，包含夹持部件、连接部件、定位筒以及运动执行部件；所述运动执行部件安装在连接部件上；所述运动执行部件与夹持部件一一对应，多个运动执行部件形成第一运动执行件与第二运动执行件，多个夹持部件形成第一夹持件与第二夹持件；第一运动执行件、第二运动执行件分别与第一夹持件、第二夹持件紧固连接；定位筒紧固安装在多个所述夹持部件上。本发明还提供了一种基于双平面二自由度运动的空间定位方法。本发明基于空间定位分解，通过两个低维度的平面目标运动实现高维度的空间运动，系统构成更简单。

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，具体地，涉及一种基于双平面二自由度运动的空间定位系统与方法。

背景技术

空间定位指向在工业自动化、航空航天、生物医疗等领域有着广泛的应用。现有的空间定位指向系统，如专利文献CN104483899A提供的臂式空间天文望远镜的惯性指向控制方法及控制系统利用多个惯性传感器与伺服电机，在动力学模型的基础上实现望远镜的定位指向；专利文献CN103970262A提供的光学式指向系统利用图像传感器与参考光源实现空间指向。

但是这些专利申请提出的空间定位、指向系统基于复杂的部件，特别是光学系统，成本高、构成复杂、难以实现小型化。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于双平面二自由度运动的空间定位系统与方法。

根据本发明提供的基于双平面二自由度运动的空间定位系统，包含夹持部件、连接部件、定位筒以及运动执行部件；

所述运动执行部件安装在连接部件上；所述运动执行部件与夹持部件一一对应，多个运动执行部件形成第一运动执行件与第二运动执行件，多个夹持部件形成第一夹持件与第二夹持件；

第一运动执行件、第二运动执行件分别与第一夹持件、第二夹持件紧固连接；定位筒紧固安装在多个所述夹持部件上。

优选地，所述运动执行部件包含以下任一种或任多种结构：

--二自由度压电运动平台；

--二自由度磁致伸缩运动平台；

--二自由度形状记忆合金运动平台；

--二自由度直线电机运动平台。

优选地，所述夹持部件包含箝位部，所述箝位部包含以下任一种或全部结构：

--球形铰链结构；

--陀螺双环结构。

优选地，所述夹持部件包含致动箝位结构，所述致动箝位结构包含以下任一种或全部结构：

--压电钳位结构；

--形状记忆合金钳位结构。

优选地，所述第一运动执行件、第二运动执行件分别位于连接部件沿高度方向的两端。

优选地，还包含控制器，所述控制器包含以下模块：

模块M1：获取目标靶点M₀的位置信息；

模块M2：根据目标靶点M₀的位置信息，计算获得第一指向点M₁的定位信息与第二指向点M₂的定位信息；

模块M3：根据第一指向点M₁的定位信息与第二指向点M₂的定位信息，生成运动执行指令。

优选地，所述模块M2包含以下模块：