[发明专利]一种用于斯图尔特平台的控制设备及其控制方法

权利要求书

1.一种用于斯图尔特平台的控制设备，其特征在于，包括：交互模块、运动控制模块、步进电机驱动器；

所述交互模块与所述运动控制模块电连接，所述步进电机驱动器与所述运动控制模块电连接；所述交互模块将用户输入的运动指令发送至所述运动控制模块，由所述运动控制模块将所述运动指令转换为控制信号发送至所述步进电机驱动器，所述步进电机驱动器根据所述控制信号驱动步进电机以控制斯图尔特平台运动。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述交互模块具体包括：显示模块和触控输入模块；

所述显示模块显示所述触控输入模块输入的运动指令；

所述显示模块还显示控制选择模式、定位位姿、所述斯图尔特平台各支链的位移及速度；所述控制选择模式包括外控模式、演示模式以及测试模式。

3.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备还包括数据线接口；

所述数据线接口连接外接设备；当用户选择外控模式时，通过所述外接设备对所述控制设备发出运动指令以控制所述斯图尔特平台运动。

4.一种用于斯图尔特平台的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于一种用于斯图尔特平台的控制设备，所述控制设备包括

交互模块、运动控制模块、步进电机驱动器；

所述交互模块与所述运动控制模块电连接，所述步进电机驱动器与所述运动控制模块电连接；所述交互模块将用户输入的运动指令发送至所述运动控制模块，由所述运动控制模块将所述运动指令转换为控制信号发送至所述步进电机驱动器，所述步进电机驱动器根据所述控制信号驱动步进电机以控制斯图尔特平台运动；

所述控制方法，包括：

获取斯图尔特平台转动后的动平台定位位姿；所述动平台定位位姿包括所述斯图尔特平台的动平台中心点转动坐标以及动平台转动欧拉角；

根据所述动平台定位位姿，利用运动学反解方程计算所述斯图尔特平台每一条支链的长度；

将每一条所述支链的长度转换为步进电机驱动器的控制信号；

根据所述控制信号控制所述斯图尔特平台的运动。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述动平台定位位姿，利用运动学反解方程计算所述斯图尔特平台每一条支链的长度，具体包括：

获取斯图尔特平台未转动时的动平台中心点原始坐标(0,0,0)；

根据所述动平台中心点转动坐标和所述动平台中心点原始坐标计算动平台中心点坐标位置向量；

获取每一条所述支链在动平台上的动平台顶点转动坐标；

根据所述动平台中心点转动坐标和每一个所述动平台顶点转动坐标确定每一个所述动平台顶点坐标位置向量；

根据所述动平台转动欧拉角计算旋转矩阵；

获取静平台上的静平台中心点坐标(0,0,0)；

获取每一条所述支链在静平台上的静平台顶点坐标；

根据所述静平台中心点坐标和每一个所述静平台顶点坐标确定每一个所述静平台顶点坐标所对应的静平台位置向量；

根据公式计算每一条支链的长度；其中，l_i为每一条支链的长度，R为所述旋转矩阵，a_i为每一个所述动平台顶点坐标位置向量，O为所述动平台中心点坐标位置向量，B_i为每一个所述静平台顶点坐标所对应的静平台位置向量，T为转置矩阵。

6.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述将每一条所述支链的长度转换为步进电机驱动器的控制信号，具体包括：

获取所述斯图尔特平台的传动比；

根据所述传动比，将每一条所述支链的长度换算成所述步进电机的运动步数；

根据运动步数-控制信号转换关系将所述运动步数转换成所述步进电机驱动器的控制信号。