[发明专利]一种单轴气浮平台摩擦式自动制动系统及方法

权利要求书

1.一种单轴气浮平台摩擦式自动制动系统，其特征在于：所述系统包括两个制动系统(1)和一个单轴气浮平台基体(2)；

制动系统(1)采用步进电机推杆机构，步进电机推杆机构包括：连接铝管(1-1)、端盖(1-2)、薄膜压力传感器(1-3)、橡胶接触头(1-4)、电动推杆(1-5)和固定块(1-6)；

单轴气浮平台基体(2)包括：上方工作面(2-1)、下方固定基座(2-2)和中心转轴(2-3)；

所述连接铝管(1-1)一端与电动推杆(1-5)固定相连，另一端与端盖(1-2)固定相连；

所述端盖(1-2)与橡胶接触头(1-4)相连；

在端盖(1-2)与橡胶接触头(1-4)之间设置薄膜压力传感器(1-3)，用于反馈接触头顶端压力；

电动推杆(1-5)上设置固定块(1-6)；

在单轴气浮平台基体(2)的上方工作面(2-1)下端设置对称的两个制动系统(1)；

所述单轴气浮平台基体(2)的上方工作面(2-1)、下方固定基座(2-2)和中心转轴(2-3)同轴心设置。

2.根据权利要求1所述一种单轴气浮平台摩擦式自动制动系统，其特征在于：所述连接铝管(1-1)、端盖(1-2)、薄膜压力传感器(1-3)、橡胶接触头(1-4)、电动推杆(1-5)同轴心设置。

3.根据权利要求2所述一种单轴气浮平台摩擦式自动制动系统，其特征在于：所述单轴气浮平台基体(2)的上方工作面(2-1)下端与制动系统(1)通过固定块(1-6)固连。

4.根据权利要求3所述一种单轴气浮平台摩擦式自动制动系统，其特征在于：所述制动系统(1)的橡胶接触头(1-4)与单轴气浮平台基体(2)的下方固定基座(2-2)位于同一水平线上。

5.一种基于权利要求1所述的一种单轴气浮平台摩擦式自动制动系统的自动制动方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一：制动系统(1)启动前，电动推杆(1-5)处于收缩状态，橡胶接触头(1-4)与单轴气浮平台基体(2)的下方固定基座(2-2)未接触；

当制动系统(1)启动后，橡胶接触头(1-4)向外伸出，当薄膜压力传感器采集到正压力，即橡胶接触头与单轴气浮平台基体(2)接触后，转至步骤二；

步骤二：采集此时单轴气浮平台基体(2)的上方工作面(2-1)旋转角速度，如果旋转角速度在误差允许范围内，则转至步骤五；

否则根据单轴气浮平台基体(2)的上方工作面(2-1)旋转角速度反馈量产生期望压力值P_d，执行步骤三；

步骤三：根据薄膜压力传感器(1-3)采集的压力信号P及步骤二得到的期望压力值P_d，计算橡胶接触头(1-4)伸缩速度期望值v_d；

步骤四：电动推杆(1-5)以伸缩速度期望值v_d向前运动，使橡胶接触头(1-4)以期望压力值P_d接触单轴气浮平台基体(2)的下方固定基座(2-2)，产生摩擦力，卸载单轴气浮平台基体(2)的上方工作面(2-1)的角动量，之后转至步骤二；

步骤五：将橡胶接触头(1-4)收缩至安全距离，制动过程完成。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述期望压力值P_d的计算公式为：

P_d＝K_pe_w+K_i∫e_w (1)

其中，K_p为比例增益系数，e_w为角速度偏差，即e_w＝0-w，w为气浮平台角速度反馈，K_i为积分增益系数。