[发明专利]基于矢量多旋翼系统的六自由度运动平台及其控制方法

摘要

本发明公开了基于矢量多旋翼系统的六自由度运动平台及其控制方法，该运动平台以成熟多旋翼飞行器为原型，通过引入新的控制通道实现其位置和姿态相互独立的规划与跟踪控制，进而在功能和概念上由多旋翼飞行器扩展至六自由度运动平台。运动平台主体部分由以碳纤材料为主的板材和管材组成，两端各配置一套由三个模块化的单轴倾转推力单元构成的六自由度矢量动力系统，具有便于改动、扩展和定制化设计的特点。根据载荷质量大小，运动平台的供电可在携带锂电池或系流电缆两种方式中选择。运动平台的操控方案采用逆动力学轨迹规划结合自抗扰控制算法实现。相比传统基于气浮台或直线导轨的多自由度运动平台，本发明具有运动自由度高、工程造价低等特点。

主权项

1.一种基于矢量多旋翼系统的六自由度运动平台，其特征在于，包括支架和运动平台飞控系统等，所述支架的两端对称安装一对六自由度矢量动力系统，所述六自由度矢量动力系统包括中心连接板，中心连接板沿圆周方向均匀安装三个机臂，每个机臂外端安装一单轴倾转推力单元；所述单轴倾转推力单元包括倾转机构以及贯穿支承在倾转机构上的机臂套筒，倾转机构用于调节其自身与机臂套筒之间的倾转角度，机臂套筒固定连接在机臂上，倾转机构的上下两端均安装有无刷电机，上端的无刷电机的转轴上安装逆时针旋翼，下端的无刷电机的转轴上安装顺时针旋翼，倾转机构的机壳的两侧还安装有一对用于驱动无刷电机的电子调速器，倾转机构的机壳与机臂套筒之间安装角度测量编码器；所述角度测量编码器与倾转机构电连接，倾转机构和电子调速器均与运动平台飞行控制系统电连接；从支架的一端向另一端方向看，两个六自由度矢量动力系统上的机臂相互错位，错位角为60度。