動(dòng)態(tài)調(diào)平系統(tǒng)（Dynamic Leveling System）是一種能夠?qū)崟r(shí)感知自身姿態(tài)變化，并通過驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如液壓缸、電動(dòng)支腿等）自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而使關(guān)鍵工作平臺(tái)在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)環(huán)境下都能保持水平或預(yù)定姿態(tài)的機(jī)電一體化系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來說，它就像一個(gè)“自動(dòng)找平”的智能機(jī)器人。

一個(gè)典型的動(dòng)態(tài)調(diào)平系統(tǒng)通常由三大部分構(gòu)成：

感知單元（傳感器）：

傾角傳感器/陀螺儀：這是系統(tǒng)的“眼睛”。它們被安裝在需要保持水平的平臺(tái)上，用于實(shí)時(shí)測(cè)量平臺(tái)相對(duì)于水平面的傾斜角度（俯仰角和橫滾角）。高精度的傳感器可以檢測(cè)到極其微小的角度變化。

控制單元（大腦）：

控制器（PLC或?qū)Ｓ每刂颇K）：這是系統(tǒng)的“大腦”。它接收來自傳感器的傾斜數(shù)據(jù)，并與預(yù)設(shè)的水平目標(biāo)值進(jìn)行比較。一旦發(fā)現(xiàn)偏差超出允許范圍，大腦就會(huì)立即計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)牧亢头较?，并向?zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。

執(zhí)行單元（肌肉）：

液壓支腿：通過液壓油缸的伸縮來調(diào)整高度。常見于重型設(shè)備，如消防車、起重機(jī)。

電動(dòng)支腿/電動(dòng)缸：通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠或齒輪來伸縮，精度高，響應(yīng)快。常見于醫(yī)療設(shè)備、精密儀器平臺(tái)。

氣動(dòng)支腿：適用于負(fù)載較輕或需要防爆的場(chǎng)合。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)：這是系統(tǒng)的“手腳”，負(fù)責(zé)完成具體的調(diào)平動(dòng)作。常見的形式有：

其工作過程是一個(gè)典型的閉環(huán)控制過程，如下圖所示：

這個(gè)過程循環(huán)往復(fù)，直到平臺(tái)達(dá)到并維持在水平狀態(tài)。即使在調(diào)平后，如果地面發(fā)生沉降或有外力導(dǎo)致平臺(tái)晃動(dòng)，系統(tǒng)也會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)并微調(diào)，實(shí)現(xiàn)真正的“動(dòng)態(tài)”調(diào)平。

動(dòng)態(tài)調(diào)平系統(tǒng)本質(zhì)上是一個(gè)集感知、決策、執(zhí)行于一體的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它通過不斷“檢測(cè)偏差-糾正偏差”的閉環(huán)過程，賦予機(jī)械設(shè)備在動(dòng)蕩環(huán)境中保持自身關(guān)鍵部分穩(wěn)定的“超能力”，是現(xiàn)代高端裝備中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。

感知單元中的6軸IMU尤為關(guān)鍵，它能夠?qū)崟r(shí)獲取運(yùn)動(dòng)物體在三維坐標(biāo)系中的偏轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的精確控制。

通過IMU解算得到歐拉角，并以此作為反饋信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平功能。同時(shí)，結(jié)合矩陣鍵盤和OLED顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，并通過LED燈與蜂鳴器在調(diào)平完成后提供聲光提示，共同構(gòu)成一個(gè)完整的控制系統(tǒng)。

IMU產(chǎn)品推薦

6自由度XYZ軸陀螺儀和XYZ軸加速度計(jì):SCH1633-D01

這款SCH1633-D01是一款高性能的6DOF慣性測(cè)量單元（IMU），專門為動(dòng)態(tài)調(diào)平系統(tǒng)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單來說就是能幫你精準(zhǔn)感知并保持設(shè)備平衡。

它身手敏捷，能測(cè)±300°/s的角速度和±8g的加速度（最大能到±26g），實(shí)時(shí)捕捉設(shè)備的每一個(gè)晃動(dòng)和傾斜。就算在-40°C到110°C的極端溫度下，它也能穩(wěn)如老狗，數(shù)據(jù)絲毫不飄。

精度方面更是它的強(qiáng)項(xiàng)，陀螺儀偏差極?。?.4°/h），噪聲超低，還能自動(dòng)校準(zhǔn)交叉軸誤差，確保算出來的姿態(tài)又準(zhǔn)又穩(wěn)。數(shù)據(jù)通過高效的SafeSPI接口傳輸，帶時(shí)間戳和同步功能，完美協(xié)調(diào)多傳感器工作，絕不拖后腿。

它還特別靠譜，內(nèi)置200多種自檢功能，通過了汽車級(jí)的AEC-Q100和功能安全I(xiàn)SO26262認(rèn)證（ASIL-D/B級(jí)別），能自己診斷故障，用著非常放心。采用堅(jiān)固的24針封裝，3.0V-3.6V供電，容易集成。

總之，無論是工程機(jī)械、自動(dòng)駕駛還是工業(yè)設(shè)備，需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)平的地方，它都是可靠又安全的智能“小腦”。