[实用新型]一种适用于林地机械的自平衡平台

说明书

本实用新型涉及一种适用于林地机械的自平衡平台,可以为一种林木参数采集装置提供所需工况，属于林业机械领域。该平台由运动上平台1、基座2、电动缸3、伺服电机4、伺服驱动器5、陀螺仪、控制系统及控制面板组成6。电动驱动调平平台具有调平精度高、调平时间短、安全可靠和便于维护等优点，且电动调平平台环境适应能力和自锁能力强，能够良好的应对复杂林内作业环境，可以为数据采集器提供水平工作面，满足其举升高度要求，减少外界对数据采集器的振动。其中调平装置的闭环设计使得设备具有很强的作业稳定性和灵活实时性，可实现实时调平及定点调平，操作简单便捷，对于快速大量获取林木参数就有很大的优势。

技术领域

本实用新型涉及林业机械领域，具体而言，涉及一种自平衡式平台。

背景技术

随着大数据时代的到来，人们对于数据的精确性要求越来越高。随着时代的发展，人们越来越重视自然环境的保护，尤其是森林资源的保护与利用。如何保证森林资源能最优化得服务于社会的发展已经是一个重要的课题。当前，只有握有准确的林木数据，我们才能在森林保护和资源利用方面具有发言权。现有的数据采集设备大多需要耗费大量的人力物力，而且数据的准确性没法得到保证,要想获得真实准确的数据，首先要满足测量设备的初始条件，并要保证设备的稳定性，由于林地环境高低起伏不定，所以需要一款能自平衡的设备，以保证检测设备能安全稳定的工作。

发明内容

本实用新型实施的目的在于提供一种自平衡式平台，以改善上述问题。

自平衡平台包括运动上平台、轴承座、电动缸、缸座、伺服电机、伺服驱动器、双耳交叉半圆铰、基座、陀螺仪、控制系统及控制面板；其中，所述运动上平台通过轴承座和电动缸相连，电动缸通过缸座和伺服电机连接，伺服驱动器通过缸座和伺服电机相连，缸座通过双耳交叉半圆铰固定在基座上。

平台为三自由度自平衡平台，平台的基座安装在车上，上平台为运动平台，上平台是检测的安装基面，轴承座通过螺钉固定在上平台的下端面，电动缸和轴承座的连接为铰接。

电动缸分别采用万向节和轴承座与基座、上平台连接，3个电动缸在缸轴方向做线性运动，平台通过3个电动缸的协调运动来实现三自由度运动，三个电动缸和运动卡在基座上的分布如图1所示，三个电动缸和陀螺仪在上平台的分布位置如图2所示。

自平衡平台的最大调平角度主要取决于设备工作林地的最大坡度和机动车的最大爬坡角度，当林地的最大坡度大于机动车的最大爬坡角度时，取机动车的最大爬坡角度作为自平衡平台的最大调平角度，当林地的最大坡度小于机动车的最大爬坡角度时，取林地的最大坡度作为自平衡平台的最大调平角度。

平台采用最高点不动调平策略：自平衡平台到达林区作业时，由于林区地形复杂，自平衡平台的上平台并非出于水平状态，读取陀螺仪测得的平台与X轴、Y轴的夹角，通过测得的夹角判断平台三个支撑点哪个属于最高点，确定后控制该电动缸高度不变，通过驱动另外两个电动缸上升，当上升到和最高支撑点高度一样时，停止作业，此时平台处于水平状态。

三自由度自平衡平台的调平原理是通过陀螺仪获得平台倾角，经过模数转换器将其转换为数字信号，运动控制器将数字信号与给定值进行比较并计算出电缸的伸长量，

数模转换器将伸长量转换为模拟信号，经电子放大器放大传递给伺服比例阀，伺服比例阀驱动电缸运动从而实现平台的调平。平台的运动控制器将陀螺仪的信号与给定值比较，其实就是获取各个电动缸的位置并与参照值比较，所以运动控制器采用位置式PID控制算法。

运动控制器的采样周期设定为10ms，保证调平系统的调平精度。