[发明专利]一种六自由度调姿平台的控制系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种六自由度调姿平台的控制系统及控制方法，针对悬挂式翼身对接特点，应用作为飞机部件运输和自动对接的平台，在数字化测量设备的引导下，实现飞行器结构间的全向运输与数字化快速对接装配。可在一定尺寸范围内自动适应飞机大部件尺寸，实现飞机大部件外场拆卸、运输、维护、重定位安装一体化，大大提高飞机使用和维护效能。鉴于以上理由，本发明可以广泛用于飞机部件的智能装配领域。

主权项

1.一种六自由度调姿平台的控制系统，其特征在于：它包括一工控机、一激光跟踪仪、一运动控制器、若干调姿定位机构、若干光栅尺和若干三轴力矩传感器；其中，所述工控机无线连接所述激光跟踪仪；所述工控机有线连接所述运动控制器，所述运动控制器有线连接所述调姿定位机构，所述调姿定位机构上设置待组装机翼；每一所述调姿定位机构包括四个调姿定位器，每一所述调姿定位器设置三个所述光栅尺，且所述光栅尺有线连接所述运动控制器；每一所述调姿定位器顶端设置一所述三轴力矩传感器，所述三轴力矩传感器有线连接所述运动控制器；所述工控机内预先设置将待组装机身和待组装机翼的坐标信息转成姿态信息的公式、待组装机翼目标姿态、根据待组装机翼的姿态和目标姿态得到调整姿态的转化公式、待组装机翼姿态和所述调姿定位器运动的转换公式、所述调姿定位器的扭矩值范围以及目标姿态的容差范围；所述激光跟踪仪将检测的待组装机身和待组装机翼的坐标信息传送给所述工控机；所述工控机将坐标信息转换成姿态信息，且所述工控机将获取的姿态信息与其内预先设置的待组装机翼的目标姿态信息做比对，得出机翼的调整姿态信息和机翼下方的所述调姿定位器的运动最终位置信息，并将该姿态信息的控制命令通过所述运动控制器传送给所述调姿定位机构内的每一所述调姿定位器，所述调姿定位器根据控制命令调整相应的X轴、Y轴、Z轴、绕X轴、绕Y轴和绕Z轴的距离，实现其上的待组装机翼的六自由度调姿；调姿完成后，所述激光跟踪仪将检测的待组装机身和待组装机翼的最终坐标信息传送给所述工控机，所述工控机将其转成最终姿态信息，并根据内置的目标姿态的容差范围进行判断，若待组装机翼的最终姿态与目标姿态误差在预先设定的容差范围之内，则完成待组装机身和待组装机翼的组装，否则，继续调整直到满足容差范围完成组装；所述光栅尺采集每一所述调姿定位器的位置信息，并将该位置信息通过所述运动控制器传送给所述工控机，与所述工控机内的所述调姿定位器的运动最终位置信息做比对，若相同，则不处理，若不同，则所述工控机通过所述运动控制器下达控制命令给所述调姿定位器，直到得到所述工控机内的所述调姿定位器的运动最终位置信息；所述三轴力矩传感器将所述调姿定位器的力通过所述运动控制器传送给所述工控机，所述工控机根据其内预先设置的所述调姿定位器的扭矩值范围进行比较，若不在该范围之内，则通过所述运动控制器发送停止运动的控制命令给所述调姿定位器，否则，不处理。