一种面向光学阵列的折叠与展开装置及方法与流程

本发明涉及光学控制，具体提供一种面向光学阵列的折叠与展开装置及方法。

背景技术：

1、现今由于人民生活水平度不断提高、物质生活不断地丰富，人民的生活空间不断地变小。因此可折叠可展开的装置或设备日益受到各行各业的人们的青睐。无数的学者、工程人员、集体以及个人在此方向上展开了研究并得出了无数成果。

2、现有的折叠或展开机构主要分为两种方式：

3、第一种，是完全依靠人力来对目标机构进行折叠或者展开，这种方式可以在极大程度上对目标机构的折叠或者展开的速度或加速度等参数进行主观控制，但是这种方式会耗费大量的人工成本，同时人力很难在使用简单的结构设计的情况下折叠/展开大负载的结构装置；第二种，是一种半自动化控制方式，操作人员通常使用有线或无线的控制器来控制机构的折叠与展开，这种方式虽然在极大程度上节省了人力成本，同时消除了大负载情况下人力不达的问题，但是由于操作人员的主观因素造成的巨大误差和器件响应的延时误差的存在，使得机构在折叠或展开的过程中难以停止在理想位置的可允许阈值范围内，这就使得这种控制方式很难满足对负载着易碎易折或者精密设备的机构进行控制。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供了一种面向光学阵列的折叠与展开装置及方法，在满足光学阵列自动化展开或折叠的基本需求的同时，利用多反馈的方式控制光学阵列在展开或折叠的过程中的装置的运动方式，从而实现对光学阵列的保护，提高装置的控制灵活性。

2、第一方面，本发明提供一种面向光学阵列的折叠与展开装置，包括至少一个工作单元，每个工作单元包括负载面子系统、机械臂子系统以及电子学控制子系统，其中，所述负载面子系统，用于安装光学阵列；

3、所述电子学控制子系统，用于为所述机械臂子系统提供动力；

4、所述机械臂子系统，与所述电子学控制子系统的电机单元相连，用于传动所述电机单元的运动轨迹，通过所述运动轨迹完成所述负载面子系统中所述光学阵列的展开与折叠。

5、作为一种优选的方案，所述电子学控制子系统包括电源单元、通讯单元、反馈单元、核心逻辑控制单元以及电子锁单元，其中，所述电源单元，用于对外部输入电压进行斩波、整形以及稳压处理后为本装置提供工作电能；

6、所述通讯单元，用于将设定参数固化进入所述核心逻辑控制单元，以及所述工作单元之间的相互通讯；

7、所述核心逻辑控制单元，用于处理本装置在不同反馈以及不同状态下的逻辑状态，控制所述电机单元完成预定动作，所述状态包括展开状态或者折叠状态；

8、所述反馈单元，设置在所述负载面子系统或者所述机械臂子系统上，用于反馈所述光学阵列的展开或者折叠状态；

9、所述电子锁单元，用于在本装置展开时，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元到达指定停止位置后，锁定所述负载面子系统的机械位置。

10、作为一种优选的方案，所述反馈单元包括启动反馈模块、减速反馈模块、停止反馈模块、急停反馈模块、强制停止反馈模块以及边缘雷达反馈模块，其中，所述启动反馈模块，用于接收启动信号，当所述启动信号来临后所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元开始向预定方向转动，以使得本装置进行折叠或展开操作；

11、所述减速反馈模块，用于接收减速信号，当减速反馈模块被触发时，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元进入怠速状态；

12、所述停止反馈模块，用于接收停止信号，当所述停止反馈模块被触发时，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元立即停止运动，并启动所述电子锁单元；

13、所述急停反馈模块，用于接收急停信号，当所述急停反馈模块被触发时，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元立即停止运动，并启动所述电子锁单元；

14、所述强制停止反馈模块，用于接收强制停止信号，当所述强制停止反馈模块被触发时所述电源单元停止向所述电机单元供电；

15、所述边缘雷达反馈模块，用于检测本装置在在展开状态或折叠状态时是否存在与外界实物发生碰撞的情况，当检测到与外界实物发生碰撞时，所述边缘雷达反馈模块被触发，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元立即停止运动。

16、作为一种优选的方案，所述电机单元，具体用于在所述核心逻辑控制单元的控制下，按照预定的设计方式进行运动，带动所述机械臂子系统完成设定动作，以使得所述光学阵列折叠或展开。

17、第二方面，本发明提供一种面向光学阵列的折叠与展开方法，应用于如上述的面向光学阵列的折叠与展开装置，所述面向光学阵列的折叠与展开方法包括展开状态和折叠状态；

18、针对每个工作单元，在展开状态下，包括以下：

19、步骤一、设备上电，装置处于折叠状态，设备外部停止发送急停信号并发出展开启动命令，启动反馈单元响应所述展开启动命令并将展开启动信号上传给核心逻辑控制单元，所述核心逻辑控制单元控制电机单元带动机械臂子系统并传动负载面子系统以x m/s2的加速度从初始速度0 m/s逐步上升至目标速度s m/s开始进行展开运动，当所述电机单元的运行速度达到所述目标展开速度s m/s后，所述电机单元保持所述目标展开速度s m/s进行匀速平稳运行；

20、步骤二、当机械臂子系统的展开动作进行到第一预定程度时，触发所述反馈单元的减速反馈信号，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元以y m/s2的加速度从所述目标速度s m/s减速至怠速速度v m/s；

21、步骤三、当所述机械臂子系统的展开动作以怠速状态进行到第二预定程度时，触发所述反馈单元的停止反馈模块，此时核心逻辑控制单元控制电机停止运动；

22、步骤四、当展开动作停止后，等待m s，所述核心逻辑控制单元控制电子锁单元闭合，完成装置展开操作的状态固定；和/或

23、针对每个工作单元，在折叠状态下，包括以下：

24、步骤一、设备上电，装置处于完全展开状态，所述设备外部发出折叠启动命令，所述启动反馈模响应所述折叠启动命令并将所述展开启动信号上传至所述核心逻辑控制单元，所述核心逻辑控制单元打开电子锁单元，等待n s后所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元带动机械臂子系统并传动所述负载面子系统以a m/s2的加速度从初始速度0 m/s逐步上升至目标折叠速度b m/s开始进行折叠运动，当所述电机单元的运行速度达到所述目标折叠速度b m/s后，所述电机单元以所述目标折叠速度b m/s匀速平稳运行；

25、步骤二、当折叠动作进行到第三预定程度时，触发所述反馈单元的减速反馈信号，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元以c m/s2的加速度从所述目标折叠速度b m/s减速至怠速速度d m/s；

26、步骤三、当折叠动作以怠速状态进行到第四预定程度时，触发反馈单元的停止模块，所述核心逻辑控制单元控制所述电机单元停止运动。

27、作为一种优选的方案，当具有多个工作单元，所述多个工作单元至少包括第一工作单元和所述第二工作单元，在展开状态下，所述方法还包括：

28、所述第一工作单元完成展开状态后，所述第一工作单元的第一通讯单元向所述第二工作单元中的第二通讯单元发送展开完成指令，所述第二通讯单元基于所述展开完成指令启动展开操作；和/或

29、所述第一工作单元完成折叠状态后，所述第一工作单元的第一通讯单元向所述第二工作单元中的第二通讯单元发送折叠完成指令，所述第二通讯单元基于所述折叠完成指令启动折叠操作。

30、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

31、本发明实施例中提供的面向光学阵列的折叠与展开装置及方法，包括至少一个工作单元，每个工作单元可以独立执行展开或者折叠的操作，每个工作单元具有各自对应的光学阵列，可以通过多个工作单元进行组合以实现更大规模的光学阵列的组合，每个工作单元包括负载面子系统、机械臂子系统以及电子学控制子系统，使用了电控的结构与方法，极大的节省了的人力成本与时间成本，通过自动化控制，极大地消除了人为主观因素带来的影响，装置操作简单，极大的节省了人员培训成本，装置的适配性高，可适用于多种负载设备，不仅仅适用于反射镜阵面，保障机制完善，最大程度上避免了设备事故的发生。