基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，特別是一種基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，常用的傳動(dòng)方式有正時(shí)皮帶傳動(dòng)，鏈條傳動(dòng)、拉桿傳動(dòng)和鋼絲繩傳動(dòng)。
[0003]與其它傳動(dòng)方式相比，鋼絲繩傳動(dòng)具有輕質(zhì)、高效、占用空間小的優(yōu)點(diǎn)，因此利用鋼絲繩傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)物體的精確位置控制具有重要的意義。
[0004]現(xiàn)有的鋼絲繩傳動(dòng)主要用于礦井提升和飛機(jī)操縱系統(tǒng)。
[0005]在應(yīng)用于礦井提升時(shí)，鋼絲繩只受單向的拉力，且礦井提升對(duì)定位精度要求不高。
[0006]而在應(yīng)用于飛機(jī)操縱系統(tǒng)時(shí)，鋼絲繩傳動(dòng)利用兩根鋼絲繩，在往復(fù)式操縱過程中，兩根鋼絲繩分別受力，飛機(jī)操縱系統(tǒng)使用的鋼絲繩傳動(dòng)同樣對(duì)定位精度要求不高。這是由于鋼絲繩在傳動(dòng)的過程中有較大的彈性，如果使用在往復(fù)運(yùn)動(dòng)精確位置控制系統(tǒng)中，會(huì)帶來很大的回程誤差，因此傳統(tǒng)的鋼絲繩傳動(dòng)很少用在往復(fù)運(yùn)動(dòng)精確位置控制的場(chǎng)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在下文中給出關(guān)于本申請(qǐng)的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本申請(qǐng)的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本申請(qǐng)的窮舉性概述。它并不是意圖確定本申請(qǐng)的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本申請(qǐng)的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0008]本申請(qǐng)的一個(gè)主要目的在于提供一種新的基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)，其可精確控制物體縱向和橫向的位置。
[0009]根據(jù)本申請(qǐng)的一方面，一種基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)，包括縱向?qū)к墶M向?qū)к?、鋼絲繩組和驅(qū)動(dòng)裝置；縱向?qū)к壟c橫向?qū)к壔瑒?dòng)連接；鋼絲繩組與被控移動(dòng)平臺(tái)和驅(qū)動(dòng)裝置連接，用于基于驅(qū)動(dòng)裝置輸出的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)被控移動(dòng)平臺(tái)沿縱向?qū)к壱苿?dòng)。
[0010]本申請(qǐng)的基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)，通過多個(gè)電機(jī)的協(xié)同控制，使物體能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的精確位置控制。
[0011 ] 在本申請(qǐng)的一些實(shí)施例中，可通過控制鋼絲繩上的預(yù)緊力來控制鋼絲繩的剛度，使得在位置控制的過程中能夠保證位置控制精度。電機(jī)的部分功率用來控制鋼絲繩的預(yù)緊力，另一部分功率用來控制物體移動(dòng)的位移。
[0012]本申請(qǐng)的基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)，通過將驅(qū)動(dòng)部件從橫梁和縱梁上分離出來，可以極大的減輕縱梁的總體質(zhì)量，降低系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)功率。
【附圖說明】
[0013]參照下面結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的說明，會(huì)更加容易地理解本申請(qǐng)的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。附圖中的部件只是為了示出本申請(qǐng)的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。
[0014]圖1為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例的基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為利用本申請(qǐng)實(shí)施例的基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)來控制被控移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)到指定位置的一種應(yīng)用場(chǎng)景的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面參照附圖來說明本申請(qǐng)的實(shí)施例。在本申請(qǐng)的一個(gè)附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本申請(qǐng)無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0017]如圖1所示，為本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例的基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。
[0018]在本實(shí)施例中，基于鋼絲繩傳動(dòng)的位置控制系統(tǒng)包括縱向?qū)к?0、橫向?qū)к?0、鋼絲繩組30和驅(qū)動(dòng)裝置41-44。
[0019]其中，縱向?qū)к?0與橫向?qū)к?0滑動(dòng)連接。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，縱向?qū)к?0可以通過固定在其上的滑塊(圖中未示出)與橫向?qū)к?0滑動(dòng)連接。
[0020]鋼絲繩組30與被控移動(dòng)平臺(tái)100和驅(qū)動(dòng)裝置41-44連接，用于基于驅(qū)動(dòng)裝置41-44輸出的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)被控移動(dòng)平臺(tái)100沿縱向?qū)к?0移動(dòng)。
[0021]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，鋼絲繩組30還可以用于基于驅(qū)動(dòng)裝置41-44輸出的驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)縱向?qū)к?0沿橫向?qū)к?0移動(dòng)。
[0022]在這些實(shí)現(xiàn)方式中，被控移動(dòng)平臺(tái)100可以在鋼絲繩組30的拉力作用下，沿著縱向?qū)к?0上下移動(dòng)。此外，被控移動(dòng)平臺(tái)100還可以與縱向?qū)к?0作為一個(gè)整體，在鋼絲繩組30的拉力作用下，沿著橫向?qū)к?0水平移動(dòng)。
[0023]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，驅(qū)動(dòng)裝置41-44可以包括第一縱向驅(qū)動(dòng)單元41、42和第二縱向驅(qū)動(dòng)單元43、44。
[0024]第一縱向驅(qū)動(dòng)單元41、42可用于通過鋼絲繩組30向被控移動(dòng)平臺(tái)100提供豎直向上的拉力。因此，在第一縱向驅(qū)動(dòng)單元41、42的帶動(dòng)下，鋼絲繩組30對(duì)被控移動(dòng)平臺(tái)100施加豎直向上的拉力，從而可使被控移動(dòng)平臺(tái)100沿著豎直方向向上運(yùn)動(dòng)。
[0025]第二縱向驅(qū)動(dòng)單元43、44可用于通過鋼絲繩組30向被控移動(dòng)平臺(tái)100提供豎直向下的拉力。因此，在第二縱向驅(qū)動(dòng)單元43、44的帶動(dòng)下，鋼絲繩組30對(duì)被控移動(dòng)平臺(tái)100施加豎直向下的拉力，從而可使被控移動(dòng)平臺(tái)100沿著豎直方向向下運(yùn)動(dòng)。
[0026]在一些可選方式中，驅(qū)動(dòng)裝置41-44還可以包括第一水平驅(qū)動(dòng)單元41、43和第二水平驅(qū)動(dòng)單元42、44。
[0027]第一水平驅(qū)動(dòng)單元41、43可用于通過鋼絲繩組30向縱向?qū)к?0提供水平向左的拉力。因此，在第一水平驅(qū)動(dòng)單元41、43的帶動(dòng)下，鋼絲繩組30對(duì)縱向?qū)к?0施加向左的拉力，使得縱向?qū)к?0與被控移動(dòng)平臺(tái)100 —起，沿著橫向?qū)к?0水平向左移動(dòng)。
[0028]第二水平驅(qū)動(dòng)單元42、44可用于通過鋼絲繩組30向縱向?qū)к?0提供水平向右的拉力。因此，在第二水平驅(qū)動(dòng)單元42、44的帶動(dòng)下，鋼絲繩組30對(duì)縱向?qū)к?0施加向右的拉力，使得縱向?qū)к?0與被控移動(dòng)平臺(tái)100 —起，沿著橫向?qū)к?0水平向右移動(dòng)。
[0029]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一縱向驅(qū)動(dòng)單元41、42可包括第一驅(qū)動(dòng)組件41和第二驅(qū)動(dòng)組件42。
[0030]其中，第一驅(qū)動(dòng)組件41可包括第一滑輪411、第一驅(qū)動(dòng)輪412和第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)413，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)413包括第一輸出軸414。
[0031]類似地，第二驅(qū)動(dòng)組件42可包括第二滑輪421、第二驅(qū)動(dòng)輪422和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)423，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)423包括第二輸出軸424。
[0032]鋼絲繩組30可包括平行的第一鋼絲繩31和第二鋼絲繩32。
[0033]第一鋼絲繩31的上端經(jīng)第一滑輪411與第一驅(qū)動(dòng)輪412固連，第二鋼絲繩32的上端經(jīng)第二滑輪421與第二驅(qū)動(dòng)輪422固連。
[0034]第一輸出軸414與第一驅(qū)動(dòng)輪412的軸心固連，用于帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)輪412旋轉(zhuǎn)，第二輸出軸424與第二驅(qū)動(dòng)輪422的軸心固連，用于帶動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)輪422旋轉(zhuǎn)。
[0035]類似地，第二縱向驅(qū)動(dòng)單元43、44可包括第三驅(qū)動(dòng)組件43和第四驅(qū)動(dòng)組件44。
[0036]第三驅(qū)動(dòng)組件43可包括第三滑輪431、第三驅(qū)動(dòng)輪432和第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)433，第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)433包括第三輸出軸434。
[0037]第四驅(qū)動(dòng)組件44可包括第四滑輪441、第四驅(qū)動(dòng)輪442和第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)443，第四驅(qū)動(dòng)電機(jī)443可包括第四輸出軸444。
[0038]第一鋼絲繩31的下端可經(jīng)第三滑輪431與第三驅(qū)動(dòng)輪432固連，第二鋼絲繩32的下端可經(jīng)第四滑輪441與第四驅(qū)動(dòng)輪442固連。
[0039]第三輸出軸434與第三驅(qū)動(dòng)輪432的軸心固連，用于帶動(dòng)第三驅(qū)動(dòng)輪432旋轉(zhuǎn)。第四輸出軸444與第四驅(qū)動(dòng)輪442的軸心固連，用于帶動(dòng)第四驅(qū)動(dòng)輪442旋轉(zhuǎn)。
[0040]這樣一來，每條鋼絲繩的上、下兩端均連接至一驅(qū)動(dòng)輪，并通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)其輸出軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)同軸的驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從而向?qū)?yīng)的每條鋼絲繩產(chǎn)生拉力。
[0041]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，第一水平驅(qū)動(dòng)單元和第二水平驅(qū)動(dòng)單元可以與第一垂直驅(qū)動(dòng)單元和第二垂直驅(qū)動(dòng)單元共用驅(qū)動(dòng)組件。
[0042]例如，在一些可選方案中，第一水平驅(qū)動(dòng)單元包括第一驅(qū)動(dòng)組件41和第三驅(qū)動(dòng)組件43。第二水平驅(qū)動(dòng)單元可包括第二驅(qū)動(dòng)組件42和第四驅(qū)動(dòng)組件44。
[0043]也即是說，在這些實(shí)現(xiàn)方式中，可通過向每條鋼絲繩31或32的上下兩端同時(shí)施加向左的拉力或者向右的拉力，使得被控移動(dòng)平臺(tái)100連同縱向?qū)к?0—起，沿著橫向?qū)к?0向左或者向右移動(dòng)。
[0044]作為一種可選方案，縱向?qū)к?0可包