[发明专利]四自由度混联运动平台的控制方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种四自由度混联运动平台的控制方法、装置及系统，该方法包括：建立第一坐标系，其中，第一坐标系以底座的中心点O为原点，以第一线性驱动单元的安装方向为Z轴；获取高阶动平台绕第一坐标系的X轴旋转的旋转角度α、绕Y轴旋转的旋转角度β、绕Z轴旋转的旋转角度γ和沿Z轴移动的位移k；根据获取的旋转角度α、绕Y轴旋转的旋转角度β、旋转角度γ和位移k，得到第一线性驱动单元的运动状态参数、滑块的运动状态参数和旋转组件的旋转角度；利用第一线性驱动单元的运动状态参数、滑块的运动状态参数和旋转组件的旋转角度分别控制第一线性驱动单元、滑块和旋转组件的运动，实现了平台的四自由度运动。

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，更具体地，涉及一种四自由度混联运动平台的控制方法、装置及系统。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是当下最具吸引力的娱乐技术之一，旨在改变用户在电子游戏、视频应用甚至大型娱乐设施的体验。将VR技术与座椅结合在一起形成虚拟现实体验平台，是目前一项重要应用。

目前，虚拟现实体验平台的控制方法主要运动学正解算法。运动学正解算法是通过各个驱动机构的运动量来推算出平台的空间姿态。运动学正解算法求解过程复杂，存在无数解且求解的方法各异，存在一定误差，加大控制的难度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种四自由度混联运动平台的控制方法的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种四自由度混联运动平台的控制方法，所述四自由度混联运动平台包括：底座、至少三个第一线性驱动单元、至少三个转动连接件、至少三个滑块、至少三个滑轨、低阶动平台、旋转组件和高阶动平台，所述第一线性驱动单元沿竖直方向安装在所述底座上，所述第一线性驱动单元的驱动输出端通过所述转动连接件与所述滑动块转动连接，所述滑轨安装在所述低阶动平台，所述滑块与所述滑轨滑动连接，所述旋转组件安装在所述低阶动平台和所述高阶动平台之间，所述高阶动平台通过所述旋转组件相对于所述低阶动平台作旋转运动，所述方法包括：

建立第一坐标系，其中，所述第一坐标系以所述底座的中心点O为原点，以所述第一线性驱动单元的安装方向为Z轴；

获取所述高阶动平台绕所述第一坐标系的X轴旋转的旋转角度α、绕Y轴旋转的旋转角度β、绕所述Z轴旋转的旋转角度γ和沿所述Z轴移动的位移k；

根据绕所述X轴旋转的旋转角度α和绕所述Y轴旋转的旋转角度β，得到所述旋转角度α和旋转角度β对应的第一线性驱动单元的运动状态参数和滑块的运动状态参数；

根据绕所述Z轴旋转的旋转角度γ，得到所述旋转组件绕所述Z轴的旋转角度；

根据沿所述Z轴移动的位移k，得到所述位移k对应的第一线性驱动单元的运动状态参数和滑块的运动状态参数；

根据得到的第一线性驱动单元的运动状态参数，控制所述第一线性驱动单元的运动，根据得到的滑块的运动状态参数，控制所述滑块的运动，以及根据所述旋转组件的旋转角度，控制所述旋转组件的运动。

可选地，根据绕所述X轴旋转的旋转角度α和绕所述Y轴旋转的旋转角度β，得到所述第一线性驱动单元的运动状态参数和所述滑块的运动状态参数，包括：

设所述滑轨与所述滑块接触表面的中心点为A_l点，所述转动连接件的中心点为B_l点，所述滑轨与所述滑块接触表面的、与所述滑块滑动方向一致的中心线且远离所述低阶动平台的中心点的端点为C_l点，所述滑块与所述滑轨接触表面的中心点为D_l点；

确定所述四自由度混联运动平台运动前所述第一坐标系中向量

确定所述四自由度混联运动平台运动后所述第一坐标系中向量和向量且根据所述向量和所述向量得到向量