[发明专利]平面二自由度并联机构控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种平面二自由度并联机构控制装置及方法，所述装置包括并联机构本体和控制单元，并联机构本体包括动平台、从动运动支链和两个主动运动支链；从动运动支链包括第一支撑件、第二支撑件、第一刚性一级杆、第二刚性一级杆、第一刚性二级杆、第二刚性二级杆和第一连杆；每个主动运动支链包括直接驱动旋转电机、第三支撑件、第三刚性一级杆、第四刚性一级杆、第三刚性二级杆、第四刚性二级杆和第二连杆；动平台设有加速度传感器，其第一边与从动运动支链连接，第二边和第三边分别与两个主动运动支链连接；控制单元分别与直接驱动旋转电机、加速度传感器连接。本发明具有控制精度高、响应快、刚性好、结构简单的优点，具有很高的实用性。

技术领域

本发明涉及一种并联机构控制装置，尤其是一种平面二自由度并联机构控制装置及方法，属于平面机构的运动控制领域。

背景技术

目前，随着技术的发展，越来越多的机器人装置被用于工业生产，为了提高生产效率和产品质量，对机器人装置的速度和精度要求也越来越高。传统的机器人装置多采用电机加减速器或液压驱动等驱动方式，电机加减速器的驱动方式往往会带来较大的内部摩擦、转动惯量提升、齿侧间隙等无法避免的问题，减速器中的摩擦、齿侧间隙、弹性变形会造成非线性，导致机器人装置的控制带宽与可操作性都不理想，难以满足高速度、高精度的要求，液压驱动也存在可靠性差、维护保养困难的缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种平面二自由度并联机构控制装置，该装置通过设计三个由刚性杆组成的运动支链连接带动动平台，且其中两个运动支链选用合适的直接驱动旋转电机直接驱动，具有控制精度高、响应快、刚性好、结构简单的优点，具有很高的实用性。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置的平面二自由度并联机构控制方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

平面二自由度并联机构控制装置，包括并联机构本体和控制单元，所述并联机构本体包括动平台、从动运动支链和两个主动运动支链；

所述从动运动支链包括第一支撑件、第二支撑件、第一刚性一级杆、第二刚性一级杆、第一刚性二级杆、第二刚性二级杆和第一连杆，第一支撑件、第一刚性一级杆和第一刚性二级杆依次连接，第二支撑件、第二刚性一级杆和第二刚性二级杆依次连接，第一刚性一级杆和第一刚性二级杆之间的连接处与第二刚性一级杆和第二刚性二级杆之间的连接处通过第一连杆连接；

每个主动运动支链包括带有编码器的直接驱动旋转电机、第三支撑件、第三刚性一级杆、第四刚性一级杆、第三刚性二级杆、第四刚性二级杆和第二连杆，所述直接驱动旋转电机、第三刚性一级杆和第三刚性二级杆依次连接，所述第三支撑件、第四刚性一级杆和第四刚性二级杆依次连接，第三刚性一级杆和第三刚性二级杆之间的连接处与第四刚性一级杆和第四刚性二级杆之间的连接处通过第二连杆连接；

所述动平台外形为等边三角形，其设有加速度传感器，动平台的第一边与从动运动支链的第一刚性二级杆、第二刚性二级杆连接，第二边与其中一个主动运动支链的第三刚性二级杆、第四刚性二级杆连接，第三边与另一个主动运动支链的第三刚性二级杆、第四刚性二级杆连接；

所述控制单元分别与直接驱动旋转电机、加速度传感器连接。

进一步的，所述动平台的三边上均设有两个孔，动平台第一边的两个孔分别通过第一转轴与从动运动支链的第一刚性二级杆、第二刚性二级杆连接，第二边的两个孔分别通过第二转轴与其中一个主动运动支链的第三刚性二级杆、第四刚性二级杆连接，第三边的两个孔分别通过第三转轴与另一个主动运动支链的第三刚性二级杆、第四刚性二级杆连接。

进一步的，所述第一支撑件上设有第四转轴，第四转轴通过轴承套设有第一套筒，所述第一刚性一级杆的一端固定在第一套筒上，第一刚性一级杆的另一端通过第五转轴与第一刚性二级杆的一端铰接，第五转轴通过轴承套设有第二套筒；