[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

说明书

本发明公开了一种用于斯图尔特平台的控制设备及其控制方法。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。采用本发明所公开的控制设备或其控制方法能够直接控制斯图尔特平台的运动。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种用于斯图尔特平台的控制设备及其控制方法。

背景技术

斯图尔特(Stewart)平台并联机构由于具有刚度大、承载能力强、位置误差不累计等特点，在应用上与串联机构形成互补，已成为空间机构学的研究热点。目前，Stewart平台并联机构已经在航空、航天、海底作业、地下开采、制造装配等行业有着广泛的应用。采用传统的控制设备控制斯图尔特平台的运动，需要外接电脑，通过电路与电脑特定接口连接，还需要在电脑上配置复杂环境之后才能使用，针对不同电脑，还需要重新配置环境，配置流程缓慢，并且，又由于斯图尔特平台所处的地理环境各有不同，连接传统控制设备、斯图尔特平台、电脑建立整体的控制装置的难度也大大增加，用户交互不友好。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于斯图尔特平台的控制设备及其控制方法，以直接控制斯图尔特平台运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种用于斯图尔特平台的控制设备，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。

可选的，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。

可选的，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。

一种用于斯图尔特平台的控制方法，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。

可选的，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；