[发明专利]无杆气缸驱动的平面三自由度并联机器人控制装置及方法

摘要

本发明公开了一种无杆气缸驱动的平面三自由度并联机器人控制装置及方法，所述装置包括平面三自由度并联机器人本体和控制组件；平面三自由度并联机器人本体包括动平台和三个并联驱动控制分支；动平台为三角盘，外形为等边三角形，设有双轴加速度传感器和单轴角速度陀螺仪；每个并联驱动控制分支包括无杆气缸、连接块和刚性杆，无杆气缸、连接块、刚性杆和动平台依次连接；无杆气缸由气动控制回路驱动，无杆气缸的一侧设有光栅尺位移传感器，光栅尺位移传感器的检测滑块与连接块固定连接；控制组件分别与气动控制回路、光栅尺位移传感器、双轴加速度传感器和单轴角速度陀螺仪连接。本发明能够实现快速、准确、平稳到达指定工作位置并实现反馈调节。

主权项

1.无杆气缸驱动的平面三自由度并联机器人控制装置，其特征在于：包括平面三自由度并联机器人本体和控制组件；所述平面三自由度并联机器人本体包括动平台和三个并联驱动控制分支；所述动平台为三角盘，外形为等边三角形，动平台上设有双轴加速度传感器和单轴角速度陀螺仪；每个并联驱动控制分支包括无杆气缸、连接块和刚性杆，所述刚性杆的一端与连接块转动连接，另一端与动平台的一个边角处转动连接，所述连接块与无杆气缸上的滑块固定连接；所述无杆气缸由气动控制回路驱动，无杆气缸的一侧设有平行于无杆气缸的光栅尺位移传感器，所述光栅尺位移传感器的检测滑块与连接块固定连接；所述控制组件分别与气动控制回路、双轴加速度传感器、单轴角速度陀螺仪和光栅尺位移传感器连接；所述气动控制回路包括气源、气动三联件和气动比例方向控制阀，所述气源通过气动三联件与气动比例方向控制阀连接，所述气动比例方向控制阀分别与无杆气缸的两个气腔连接；所述气动三联件由空气过滤器、气动减压阀和油雾分离器组装在一起，并带有一个压力表；所述控制组件包括计算机、运动控制器、脉冲计数电路、A/D数据采集卡和D/A转换卡，所述计算机通过运动控制器分别与脉冲计数电路、A/D数据采集卡和D/A转换卡连接，所述脉冲计数电路与光栅尺位移传感器连接，所述A/D数据采集卡分别与双轴加速度传感器、单轴角速度陀螺仪连接，所述D/A转换卡与气动比例方向控制阀连接；双轴加速度传感器检测的加速度信号和单轴角速度陀螺仪检测的角速度信号经过A/D数据采集卡进行模数转换后得到数字信号，数字信号经过运动控制器处理后输入到计算机，计算机根据运动控制器输入的数字信号，得到振动控制的控制信号，控制信号经过运动控制器传输给D/A转换卡进行数模转换后得到模拟信号，模拟信号输入到气动比例方向控制阀，控制无杆气缸的运动方向和速度；光栅尺位移传感器检测的运动位移信号经过脉冲计数电路进行脉冲计数处理后得到数字信号，数字信号经过运动控制器处理后输入到计算机，计算机根据运动控制器输入的数字信号，得到运动控制的控制信号，控制信号经过运动控制器传输给D/A转换卡进行数模转换后得到模拟信号，模拟信号输入到气动比例方向控制阀，控制无杆气缸的运动方向和位移。