[发明专利]一种六自由度并联机器人的控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种六自由度并联机器人的控制系统，其中，所述六自由度并联机器人具有用于表征六自由度并联机器人的姿态的六个杆，其特征在于，所述控制系统包括：

具有人机交互界面的上位机，所述人机交互界面用于输入包含有当前位姿以及期望位姿信息的控制指令；

与所述上位机连接以与所述上位机进行信息交互的ARM模块；所述ARM模块用于接收所述控制指令；所述ARM模块还用于依据机器人逆向运动学算法计算出所述六自由度并联机器人的六个杆的长度；所述ARM模块还用于依据所述六自由度并联机器人的伺服参数和电缸导程，计算出所述六自由度并联机器人从所述当前位姿运动到所述期望位姿时所需的脉冲数；

与所述ARM模块连接以与所述ARM模块进行信息交互的FPGA模块，所述ARM模块还用于将所述所需的脉冲数写入所述FPGA模块；所述ARM模块还用于控制所述FPGA模块调整所述六自由度并联机器人从所述当前位姿运动到所述期望位姿；

其中，所述FPGA模块具有定时器；

所述ARM模块还用于将所述所需的脉冲数写入所述FPGA模块；所述ARM模块还用于控制所述FPGA模块调整所述六自由度并联机器人从所述当前位姿运动到所述期望位姿具体为：

所述ARM模块还用于关闭所述FPGA模块中的定时器；

所述ARM模块还用于在关闭所述定时器后，读取所述FPGA模块中的剩余未输出脉冲数；所述ARM模块还用于依据所述所需的脉冲数、所述剩余未输出脉冲数，计算出实际所需的脉冲数及方向；所述ARM模块还用于计算FPGA模块进行实际脉冲输出所需要的分频数；所述ARM模块还用于将所述实际所需的脉冲数、方向及所述分频数一同写入所述FPGA中；

所述ARM模块还用于在所述ARM模块将所述实际所需的脉冲数、方向及所述分频数一同写入所述FPGA中后，启动FPGA模块中的定时器。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制指令包括至少一帧控制信息，其中，每帧控制信息包括：

命令种类标志符；

所述六自由度并联机器人的位姿数据字符；

所述六自由度并联机器人的轨迹运动完成时间字符。

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述命令种类标志符包括：单点位姿控制标志符、归零复位控制标志符、轨迹控制标志符；

且在所述命令种类标志符为轨迹标志符时，所述轨迹运动完成时间字符为有效标志符；

在所述命令种类标志符为非轨迹标志符时，所述轨迹运动完成时间字符为无效标志符。

4.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，每帧控制信息包括28个字符；

其中，起始字符为“：”；

第二个字符为所述命令种类标志符；

第三个字符至第二十六个字符为所述六自由度并联机器人的位姿数据字符；

第二十七个字符为所述六自由度并联机器人的轨迹运动完成时间字符；

第二十八个字符为“\n”。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在每一周期内，所述六个杆中的每个杆的输出脉冲数在第一脉冲数及第二脉冲数之间；其中，所述第一脉冲数小于所述第二脉冲数。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述ARM模块与所述上位机连接以进行信息交互具体为：

所述ARM模块通过串口通讯的方式与所述上位机连接以进行信息交互。

7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述ARM模块与所述FPGA模块连接以进行信息交互具体为：

所述ARM模块通过FSMC总线与所述FPGA模块连接以进行信息交互。

8.一种六自由度并联机器人的控制方法，其中，所述六自由度并联机器人具有用于表征六自由度并联机器人的姿态的六个杆，其特征在于，所述控制方法包括：

向上位机的人机交互界面输入包含有当前位姿以及期望位姿的信息的控制指令‘’

所述上位机向ARM模块传输所述控制指令；

所述ARM模块依据机器人逆向运动学算法计算出所述六自由度并联机器人的六个杆的长度；

所述ARM模块依据伺服参数及电缸导程计算出所述六自由度并联机器人从所述当前位姿运动到所述期望位姿时所需的脉冲数；

所述ARM模块向FPGA模块中写入所述所需的脉冲数；

所述ARM模块控制所述FPGA模块调整所述六自由度并联机器人从所述当前位姿运动到所述期望位姿；

其中，所述FPGA模块具有定时器；

所述ARM模块向所述FPGA模块中写入所述所需的脉冲数，所述ARM模块控制所述FPGA模块调整所述六自由度并联机器人从所述当前位姿运动到所述期望位姿具体为：

所述ARM模块关闭所述FPGA模块中的定时器；

所述ARM模块在关闭所述定时器后，读取所述FPGA模块中的剩余未输出脉冲数；

所述ARM模块依据所述所需的脉冲数、所述剩余未输出脉冲数，计算出实际所需的脉冲数及方向；

所述ARM模块还用于计算FPGA进行脉冲输出所需要的分频数；

所述ARM模块还用于将所述实际所需的脉冲数、方向及所述分频数一同写入所述FPGA中；

所述ARM模块还用于启动FPGA中的定时器。