六自由度平面电机的位置测量装置和方法与流程

专利2022-06-29  194


本发明实施例涉及电机技术领域,尤其涉及一种六自由度平面电机的位置测量装置和方法。



背景技术:

动磁铁式磁悬浮平面电机在先进制造产业中有着广泛的应用。动磁铁式磁悬浮平面电机动子无任何机械约束,即电机动子能实现无摩擦六自由度的空间运动。其中,六自由度是指沿三维坐标系的x轴、y轴、z轴这三个直角坐标轴方向的移动自由度,以及绕这三个坐标轴的转动自由度。

为了实现对动磁铁式磁悬浮平面电机的高精度控制,需要对动磁铁式磁悬浮平面电机的六自由度位置进行高精度测量。然而,现有的动磁铁式磁悬浮平面电机动子六自由度位置测量比较复杂。



技术实现要素:

本发明实施例提供一种六自由度平面电机的位置测量装置和方法,以简化位置测量装置的安装、测量,以及简化位置测量的计算。

第一方面,本发明实施例提供了一种六自由度平面电机的位置测量装置,包括:第一位置传感器、第二位置传感器、第三位置传感器、第四位置传感器、第五位置传感器和第六位置传感器;

所述第一位置传感器用于测量所述第一位置传感器到电机动子的xy平面的距离;

所述第二位置传感器用于测量所述第二位置传感器到所述动子的xy平面的距离;

所述第三位置传感器用于测量所述第三位置传感器到所述动子的xy平面的距离;

所述第四位置传感器用于测量所述第四位置传感器到所述动子的zx平面的距离;

所述第五位置传感器用于测量所述第五位置传感器到所述动子的zx平面的距离;

所述第六位置传感器用于测量所述第六位置传感器到所述动子的zy平面的距离;

其中,所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器测量的所述动子的xy平面上的点不在同一条直线上。

可选地,所述位置传感器为激光位置传感器。

可选地,所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器设置于所述平面电机的定子上,且射出的激光打在所述动子的xy平面上;

所述第四位置传感器和所述第五位置传感器设置于所述定子上,且射出的激光打在所述动子的zx平面上;

所述第六位置传感器设置于所述定子上,且射出的激光打在所述动子的zy平面上。

可选地,位置测量装置还包括:定子支撑板,所述平面电机的定子设置于所述定子支撑板上,所述定子支撑板的尺寸大于所述定子的尺寸;

所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器设置于所述定子支撑板上,且射出的激光打在所述动子的xy平面上;

所述第四位置传感器和所述第五位置传感器设置于所述定子支撑板上,且射出的激光打在所述动子的zx平面上;

所述第六位置传感器设置于所述定子支撑板上,且射出的激光打在所述动子的zy平面上;

所述第一位置传感器、所述第二位置传感器、所述第三位置传感器、所述第四位置传感器、所述第五位置传感器和所述第六位置传感器位于所述定子的周围。

可选地,位置测量装置还包括机械挡板,所述机械挡板设置于所述动子上,且所述机械挡板与所述动子的xy平面共面;所述机械挡板的尺寸大于所述动子的尺寸,所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器射出的激光打在所述机械挡板上。

可选地,所述机械挡板还包括加强筋,所述加强筋设置于所述机械挡板的边缘。

可选地,所述平面电机为动磁铁式磁悬浮平面电机。

可选地,位置测量装置还包括处理器,所述处理器与所述第一位置传感器、所述第二位置传感器、所述第三位置传感器、所述第四位置传感器、所述第五位置传感器和所述第六位置传感器通信连接。

第二方面,本发明实施例还提供了一种六自由度平面电机的位置测量方法,应用于如本发明任意实施例所述的六自由度平面电机的位置测量装置;

所述位置测量方法包括:

在所述平面电机的定子的预设位置建立世界坐标系,在所述动子的预设位置建立动子坐标系;其中,所述世界坐标系和所述动子坐标系均为笛卡尔坐标系;

测量所述第一位置传感器到所述平面电机的动子的xy平面的距离;测量所述第二位置传感器到所述动子的xy平面的距离;测量所述第三位置传感器到所述动子的xy平面的距离;测量所述第四位置传感器到所述动子的zx平面的距离;测量所述第五位置传感器到所述动子的zx平面的距离;测量所述第六位置传感器到所述动子的zy平面的距离;

根据测量数据,计算所述动子在所述世界坐标系中的位姿矩阵;

根据所述测量数据和所述位姿矩阵,求解所述动子在所述世界坐标系下的位移和六自由度位置信息。

可选地,计算所述动子在所述世界坐标系中的位姿矩阵,包括:

根据测量数据,计算所述动子坐标系的单位向量;

根据所述单位向量,求解所述动子绕所述世界坐标系的旋转角度;

根据所述单位向量和所述旋转角度,得到所述位姿矩阵。

可选地,计算所述动子坐标系的单位向量包括如下公式:

其中,mx为动子坐标系的x1轴的单位向量;my为动子坐标系的y1轴的单位向量;mz为动子坐标系的z1轴的单位向量;a、b、c分别为所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器测量动子xy平面上a、b、c点距离后得到动子xy平面上三点在世界坐标系的坐标;d和e分别为所述第四位置传感器和所述第五位置传感器测量动子zx平面上d、e点距离后得到动子zx平面上两点在世界坐标系上的坐标;

求解所述动子绕所述世界坐标系的旋转角度包括如下公式:

mp=(θx,θy,θz)

其中,

其中,atan2()函数的具体表达式为:

得到所述位姿矩阵包括如下公式:

可选地,求解所述动子在所述世界坐标系下的位移包括如下公式:

其中,x0、y0和z0分别为所述动子在所述世界坐标系下x轴、y轴、z轴方向的位移;f为所述第六位置传感器测量动子zy平面距离后得到动子zy平面点f在世界坐标系上的坐标;moverwidth、moverlength和moverhigth分别为所述动子的长、宽和高。

可选地,所述定子的预设位置为所述定子的几何中心;所述动子的预设位置为所述动子下表面的几何中心。

本发明实施例设置六个位置传感器,其中三个位置传感器测量动子的xy平面的距离,两个位置传感器测量动子的zx平面的距离,一个位置传感器测量动子的zy平面的距离,利用几何与代数的位置解算算法可以得到六自由度位置信息(x,y,z,θx,θy,θz)。由此可见,本发明实施例仅需六个位置传感器即可利用几何知识与数学知识得到电机动子的所有平移位置和旋转角度信息(即六自由度位置信息),极大减少了位置传感器的使用数量,有利于简化位置测量装置的安装、测量,以及简化位置测量的计算过程,从而有利于提升测量精度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的六自由度平面电机的位置测量装置的结构示意图;

图2为本发明实施例一提供的六自由度平面电机的位置测量装置测量动子位置的示意图;

图3为本发明实施例二提供的机械挡板的立体结构示意图;

图4为图3的俯视图;

图5为本发明实施例三提供的一种六自由度平面电机的位置测量方法的流程图;

图6为本发明实施例三提供的在定子的预设位置建立世界坐标系的示意图;

图7为本发明实施例三提供的在动子的预设位置建立动子坐标系的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的六自由度平面电机的位置测量装置的结构示意图,图2为本发明实施例一提供的六自由度平面电机的位置测量装置测量动子位置的示意图。该六自由度平面电机的位置测量装置可适用于对六自由度平面电机的位置测量,尤其适用于对六自由度动磁铁式磁悬浮平面电机的位置测量。

参见图1和图2,该六自由度平面电机的位置测量装置包括:第一位置传感器110、第二位置传感器120、第三位置传感器130、第四位置传感器140、第五位置传感器150和第六位置传感器160。

其中,位置传感器是指能够测量距离的传感器,位置传感器例如可以是激光位置传感器。激光位置传感器是利用激光技术进行测量的位置传感器,激光的直线度好,精度高,且能够实现非接触测量。

第一位置传感器110用于测量第一位置传感器110到电机动子10的xy平面上a点的距离;第二位置传感器120用于测量第二位置传感器120到动子10的xy平面上b点的距离;第三位置传感器130用于测量第三位置传感器130到动子10的xy平面上c点的距离;第四位置传感器140用于测量第四位置传感器140到动子10的zx平面上d点的距离;第五位置传感器150用于测量第五位置传感器150到动子10的zx平面上e点的距离;第六位置传感器160用于测量第六位置传感器160到动子10的zy平面上f点的距离。

示例性地,电机动子10的形状为长方体,在动子坐标系x1y1z1下,电机动子10包括位于下平面的xy平面,位于后平面的zx平面和位于右平面的zy平面。第一位置传感器110、第二位置传感器120和第三位置传感器130测量的xy平面上的点不在同一条直线上,示例性地,第一位置传感器110、第二位置传感器120和第三位置传感器130发出的激光束分别打在xy平面的点a、点b和点c,点a、点b和点c不在同一条直线上。

第一位置传感器110、第二位置传感器120和第三位置传感器130分别测量到xy平面的距离,相当于测量动子坐标系中z1轴位置,第四位置传感器140和第五位置传感器150分别测量到zx平面的距离,相当于测量动子坐标系中y1轴位置,第六位置传感器160测量到zy平面的距离,相当于测量动子坐标系中x1轴位置。根据测量的距离得到动子上a、b、c、d、e、f点在世界坐标系的坐标a、b、c、d、e和f的数据可以计算动子10在世界坐标系中的位姿矩阵,进而求解动子10在世界坐标系下的位移和六自由度位置信息(x,y,z,θx,θy,θz)。

本发明实施例设置六个位置传感器,其中三个位置传感器测量xy平面的距离,两个位置传感器测量zx平面的距离,一个位置传感器测量zy平面的距离,利用几何与代数的位置解算算法可以得到六自由度位置信息(x,y,z,θx,θy,θz)。由此可见,本发明实施例仅需六个位置传感器即可利用几何知识与数学知识得到电机动子的所有平移位置和旋转角度信息(即六自由度位置信息),极大减少了位置传感器的使用数量,有利于简化位置测量装置的安装、测量,以及简化位置测量的计算过程,从而有利于提升测量精度。

在上述技术方案中,可选地,位置测量装置还包括处理器,处理器与第一位置传感器110、第二位置传感器120、第三位置传感器130、第四位置传感器140、第五位置传感器150和第六位置传感器160通信连接。处理器接收第一位置传感器110、第二位置传感器120、第三位置传感器130、第四位置传感器140、第五位置传感器150和第六位置传感器160的测量数据,根据该测量数据和位置解算算法六自由度位置信息(x,y,z,θx,θy,θz),有利于实时在线解算得到六自由度位置信息。

继续参见图1和图2,在上述各技术方案的基础上,可选地,位置测量装置还包括:定子支撑板30,平面电机的定子20设置于定子支撑板30上,定子支撑板30的尺寸大于定子20的尺寸;第一位置传感器110、第二位置传感器120和第三位置传感器130设置于定子支撑板30上,且射出的激光打在动子10的xy平面上;第四位置传感器140和第五位置传感器150设置于定子支撑板30上,且射出的激光打在动子10的zx平面上;第六位置传感器160设置于定子支撑板30上,且射出的激光打在动子10的zy平面上;第一位置传感器110、第二位置传感器120、第三位置传感器130、第四位置传感器140、第五位置传感器150和第六位置传感器160位于定子20的周围。

示例性地,第一位置传感器110位于定子20的上边缘的中间位置,第二位置传感器120位于定子20的右边缘的下部位置,第三位置传感器130位于定子20的左边缘的下部位置,第四位置传感器140和第五位置传感器150均位于定子20的下边缘的中间位置,第六位置传感器160位于定子20的右边缘的中间位置。

其中,通过调整激光位置传感器的安装位置可以调整激光打在动子10上的位置。这样设置,与将位置传感器设置在动子10上相比,避免了位置传感器抖动对测量带来的干扰,提高了六自由度位置测量的准确性和精确度。同时,位置传感器的设置不会对定子20有影响。

需要说明的是,激光位置传感器射出的光线可以是与xy平面、zx平面和zy平面的垂直方向,也可以是非垂直方向,在实际应用中可以根据需要进行设置。

还需要说明的是,在图1中示例性地示出了各位置传感器均设置在定子支撑板30上,并非对本发明的限定,在其他实施例中,可选地,第一位置传感器110、第二位置传感器120和第三位置传感器130设置于平面电机的定子20上,且射出的激光打在动子10的xy平面上;第四位置传感器140和第五位置传感器150设置于定子20上,且射出的激光打在动子10的zx平面上;第六位置传感器160设置于定子20上,且射出的激光打在动子10的zy平面上。

实施例二

在上述实施例的基础上,本发明实施例二提供的六自由度平面电机的位置测量装置还包括设置于动子10上的机械挡板40。

图3为本发明实施例二提供的机械挡板的立体结构示意图,图4为图3的俯视图。参见图3和图4,可选地,位置测量装置还包括机械挡板40,机械挡板40设置于动子10上,且机械挡板40与动子10的xy平面共面;机械挡板40的尺寸大于动子10的尺寸,第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器射出的激光打在机械挡板40上。

其中,机械挡板40与动子的xy平面共面是指,将动子的xy平面与机械挡板40固定,示例性地,将动子位于顶面的xy平面固定在机械挡板40上,机械挡板40与动子具有相同的运动状态和位姿。这样,通过第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器测量到机械挡板40的距离,相当于测量到动子的xy平面的距离。

由于机械挡板40的尺寸大于动子的尺寸,示例性地,动子的尺寸为固定点41围合成的尺寸,这样第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器可以直接安装在定子支撑板上,对机械挡板40的距离进行测量。与位置传感器安装在动子上相比,避免了位置传感器抖动的干扰,使动子在z轴的高度检测与动子绕x,y轴旋转角度的检测更加简单方便。同时,通过扩大了第一位置传感器、第二位置传感器和第三位置传感器之间的距离,也有利于提升z1轴测量的准确性,从而有利于提高动子六自由度位置测量的准确性。另外,机械挡板40的设置增强了动子抗形变的能力。

继续参见图3和图4,在上述各技术方案的基础上,可选地,机械挡板40还包括加强筋42,加强筋42设置于机械挡板40的边缘,从而增强了机械挡板40的抗形变能力。

本发明实施例设置六个位置传感器,六个位置传感器均设置在定子支撑板30上,其中三个位置传感器测量机械挡板40的距离,两个位置传感器测量zx平面的距离,一个位置传感器测量zy平面的距离,利用几何与代数的位置解算算法可以得到六自由度位置信息。由此可见,本发明实施例仅需六个位置传感器即可利用几何知识与数学知识得到电机动子的所有平移位置和旋转角度信息(即六自由度位置信息),极大减少了激光位移传感器的使用数量,有利于简化位置测量装置的安装、测量,以及简化位置测量的计算,且支撑板30和机械挡板40的设置有利于提升测量精度和可靠性。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种六自由度平面电机的位置测量方法的流程图。该位置测量方法可以应用本发明任意实施例所提供的六自由度平面电机的位置测量装置,该位置测量方法可以由位置测量装置来执行。

参见图5,该位置测量方法包括以下步骤:

s110、在平面电机的定子的预设位置建立世界坐标系,在动子的预设位置建立动子坐标系。

其中,世界坐标系和动子坐标系均为笛卡尔坐标系。图6为本发明实施例三提供的在定子的预设位置建立世界坐标系的示意图,参见图6,在定子20的几何中心建立世界坐标系xyz。图7为本发明实施例三提供的在动子的预设位置建立动子坐标系的示意图。参见图7,在动子10下表面的几何中心建立动子坐标系x1y1z1。

s120、测量第一位置传感器到平面电机的动子的xy平面的距离;测量第二位置传感器到动子的xy平面的距离;测量第三位置传感器到动子的xy平面的距离;测量第四位置传感器到动子的zx平面的距离;测量第五位置传感器到动子的zx平面的距离;测量第六位置传感器到动子的zy平面的距离。

s130、根据测量数据,计算动子在世界坐标系中的位姿矩阵。

其中,计算动子10在世界坐标系中的位姿矩阵,包括:计算动子坐标系的单位向量、求解动子10绕世界坐标系的旋转角度和求解位姿矩阵。

计算动子坐标系的单位向量包括如下公式:

其中,mx为动子坐标系的x1轴的单位向量;my为动子坐标系的y1轴的单位向量;mz为动子坐标系的z1轴的单位向量;a、b、c分别为第一位置传感器110、第二位置传感器120和第三位置传感器130到动子10的xy平面的距离后得到的动子xy平面三点在世界坐标系的坐标;d和e分别为第四位置传感器140和第五位置传感器150到动子10的zx平面的距离后得到的动子zx平面两点在世界坐标系的坐标。

求解动子10绕世界坐标系的旋转角度包括如下公式:

mp=(θx,θy,θz)

其中,θx,θy,θz可以利用几何知识求得,求导过程如下所示:

其中,atan2()函数的具体表达式为:

得到位姿矩阵包括如下公式:

s140、根据测量数据和位姿矩阵,求解动子在世界坐标系下的位移和六自由度位置信息。

其中,可以利用mx,my,mz,mp4个3维向量求得电机动子10在世界坐标系下x轴、y轴、z轴方向的位移x0、y0和z0,具体包括如下公式:

其中,f为第六位置传感器160到动子10的zy平面的距离后得到的动子zy平面一点在世界坐标系的坐标。继续参见图7,示例性地,电机动子10的形状为长方体,moverwidth、moverlength和moverhigth分别为动子10的长lm、宽wm和高hm。

本发明实施例根据测量得到的六个位置传感器到动子的距离,其中三个位置传感器测量xy平面的距离,两个位置传感器测量zx平面的距离,一个位置传感器测量zy平面的距离,利用几何知识与数学知识的位置解算算法可以得到六自由度位置信息。由此可见,本发明实施例仅需六个位置传感器即可得到电机动子的所有平移位置和旋转角度信息,极大减少了激光位移传感器的使用数量,有利于简化位置测量装置的安装、测量,以及简化位置测量的计算,从而有利于提升测量精度和可靠性。

在上述各技术方案的基础上,优选在s110之后,还包括:在初始状态时,动子10下表面的几何中心与定子20表面的几何中心完全重合,即动子坐标系与世界坐标系完全重合,动子10与定子20之间的气隙为零,以对各位置传感器进行校准。

注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。


技术特征:

1.一种六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,包括:第一位置传感器、第二位置传感器、第三位置传感器、第四位置传感器、第五位置传感器和第六位置传感器;

所述第一位置传感器用于测量所述第一位置传感器到电机动子的xy平面的距离;

所述第二位置传感器用于测量所述第二位置传感器到所述动子的xy平面的距离;

所述第三位置传感器用于测量所述第三位置传感器到所述动子的xy平面的距离;

所述第四位置传感器用于测量所述第四位置传感器到所述动子的zx平面的距离;

所述第五位置传感器用于测量所述第五位置传感器到所述动子的zx平面的距离;

所述第六位置传感器用于测量所述第六位置传感器到所述动子的zy平面的距离;

其中,所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器测量的所述动子的xy平面上的点不在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,所述位置传感器为激光位置传感器。

3.根据权利要求2所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,

所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器设置于所述平面电机的定子上,且射出的激光打在所述动子的xy平面上;

所述第四位置传感器和所述第五位置传感器设置于所述定子上,且射出的激光打在所述动子的zx平面上;

所述第六位置传感器设置于所述定子上,且射出的激光打在所述动子的zy平面上。

4.根据权利要求2所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,还包括:定子支撑板,所述平面电机的定子设置于所述定子支撑板上,所述定子支撑板的尺寸大于所述定子的尺寸;

所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器设置于所述定子支撑板上,且射出的激光打在所述动子的xy平面上;

所述第四位置传感器和所述第五位置传感器设置于所述定子支撑板上,且射出的激光打在所述动子的zx平面上;

所述第六位置传感器设置于所述定子支撑板上,且射出的激光打在所述动子的zy平面上;

所述第一位置传感器、所述第二位置传感器、所述第三位置传感器、所述第四位置传感器、所述第五位置传感器和所述第六位置传感器位于所述定子的周围。

5.根据权利要求3或4所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,还包括机械挡板,所述机械挡板设置于所述动子上,且所述机械挡板与所述动子的xy平面共面;所述机械挡板的尺寸大于所述动子的尺寸,所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器射出的激光打在所述机械挡板上。

6.根据权利要求5所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,所述机械挡板还包括加强筋,所述加强筋设置于所述机械挡板的边缘。

7.根据权利要求1所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,所述平面电机为动磁铁式磁悬浮平面电机。

8.根据权利要求1所述的六自由度平面电机的位置测量装置,其特征在于,还包括处理器,所述处理器与所述第一位置传感器、所述第二位置传感器、所述第三位置传感器、所述第四位置传感器、所述第五位置传感器和所述第六位置传感器通信连接。

9.一种六自由度平面电机的位置测量方法,其特征在于,应用于如权利要求1-8任一项所述的六自由度平面电机的位置测量装置;

所述位置测量方法包括:

在所述平面电机的定子的预设位置建立世界坐标系,在所述动子的预设位置建立动子坐标系;其中,所述世界坐标系和所述动子坐标系均为笛卡尔坐标系;

测量所述第一位置传感器到所述平面电机的动子的xy平面的距离;测量所述第二位置传感器到所述动子的xy平面的距离;测量所述第三位置传感器到所述动子的xy平面的距离;测量所述第四位置传感器到所述动子的zx平面的距离;测量所述第五位置传感器到所述动子的zx平面的距离;测量所述第六位置传感器到所述动子的zy平面的距离;

根据测量数据,计算所述动子在所述世界坐标系中的位姿矩阵;

根据所述测量数据和所述位姿矩阵,求解所述动子在所述世界坐标系下的位移和六自由度位置信息。

10.根据权利要求9所述的六自由度平面电机的位置测量方法,其特征在于,计算所述动子在所述世界坐标系中的位姿矩阵,包括:

根据测量数据,计算所述动子坐标系的单位向量;

根据所述单位向量,求解所述动子绕所述世界坐标系的旋转角度;

根据所述单位向量和所述旋转角度,得到所述位姿矩阵。

11.根据权利要求10所述的六自由度平面电机的位置测量方法,其特征在于,计算所述动子坐标系的单位向量包括如下公式:

其中,mx为动子坐标系的x1轴的单位向量;my为动子坐标系的y1轴的单位向量;mz为动子坐标系的z1轴的单位向量;a、b、c分别为所述第一位置传感器、所述第二位置传感器和所述第三位置传感器测量动子xy平面上a、b、c点距离后得到动子xy平面上三点在世界坐标系的坐标;d和e分别为所述第四位置传感器和所述第五位置传感器测量动子zx平面上d、e点距离后得到动子zx平面上两点在世界坐标系上的坐标;

求解所述动子绕所述世界坐标系的旋转角度包括如下公式:

mp=(θx,θy,θz)

其中,

其中,atan2()函数的表达式为:

得到所述位姿矩阵包括如下公式:

12.根据权利要求11所述的六自由度平面电机的位置测量方法,其特征在于,求解所述动子在所述世界坐标系下的位移包括如下公式:

其中,x0、y0和z0分别为所述动子在所述世界坐标系下x轴、y轴、z轴方向的位移;f为所述第六位置传感器测量动子zy平面上点f距离后得到动子zy平面一点在世界坐标系上的坐标;moverwidth、moverlength和moverhigth分别为所述动子的长、宽和高。

13.根据权利要求10所述的六自由度平面电机的位置测量方法,其特征在于,所述定子的预设位置为所述定子的几何中心;所述动子的预设位置为所述动子下表面的几何中心。

技术总结
本发明实施例公开了一种六自由度平面电机的位置测量装置和方法。位置测量装置包括:第一位置传感器用于测量到电机动子的xy平面的距离;第二位置传感器用于测量到动子的xy平面的距离;第三位置传感器用于测量到动子的xy平面的距离;第四位置传感器用于测量到动子的zx平面的距离;第五位置传感器用于测量到动子的zx平面的距离;第六位置传感器用于测量到动子的zy平面的距离。与现有技术相比,本发明实施例简化了位置测量装置的安装、测量,以及简化了位置测量的计算。

技术研发人员:曹广忠;王丽佳;黄苏丹;符兴东;杨晓生
受保护的技术使用者:深圳大学
技术研发日:2020.04.02
技术公布日:2020.06.09

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