本發(fā)明涉及一種平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置，尤其是一種混合驅(qū)動(dòng)的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置及方法，屬于平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

并聯(lián)機(jī)器人是若干個(gè)自由度的末端執(zhí)行器與固定地基通過兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)支鏈相連，并聯(lián)機(jī)器人相比串聯(lián)機(jī)器人具有高速度、高精度、高承載能力的應(yīng)用優(yōu)勢，并聯(lián)機(jī)器人的末端動(dòng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)、精確定位、承載大質(zhì)量負(fù)載，但并聯(lián)機(jī)構(gòu)也由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，造成工作空間小，存在奇異位形，且在運(yùn)動(dòng)過程中存在振動(dòng)等缺點(diǎn)，極大的影響了并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能。

隨著并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究的深入，研究人員提出了治療并聯(lián)機(jī)構(gòu)頑疾的一些方法，其中冗余是一種有效的方法，并聯(lián)機(jī)構(gòu)冗余可以分為運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余和驅(qū)動(dòng)冗余。運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余是指驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)數(shù)等于機(jī)構(gòu)自由度數(shù)，但大于任務(wù)自由度；驅(qū)動(dòng)冗余是指機(jī)構(gòu)自由度等于任務(wù)自由度，但小于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)數(shù)。實(shí)際中應(yīng)用最多的就是驅(qū)動(dòng)冗余。驅(qū)動(dòng)冗余的形式主要有種：一是不改變并聯(lián)機(jī)構(gòu)的原有構(gòu)型，變被動(dòng)關(guān)節(jié)為主動(dòng)關(guān)節(jié)，二是增加冗余驅(qū)動(dòng)支鏈，三是兩者并行。

系統(tǒng)振動(dòng)會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)度，且容易導(dǎo)致系統(tǒng)破壞和失效，因此對平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力特性和驅(qū)動(dòng)特性的分析以及運(yùn)動(dòng)過程中的振動(dòng)的控制顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種混合驅(qū)動(dòng)的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置，該裝置通過兩個(gè)電機(jī)組件混合驅(qū)動(dòng)，使得并聯(lián)機(jī)構(gòu)在較大的工作空間工作，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速的到達(dá)預(yù)設(shè)位置，并采用多個(gè)加速度傳感器檢測振動(dòng)信息并作為反饋信號，快速抑制并聯(lián)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述裝置的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制方法。

本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

混合驅(qū)動(dòng)的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置，包括并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元、檢測單元和控制單元；

所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元包括動(dòng)平臺(tái)和三個(gè)并聯(lián)分支，每個(gè)并聯(lián)分支包括依次連接的第一電機(jī)組件、驅(qū)動(dòng)板、第二電機(jī)組件、主動(dòng)桿和從動(dòng)桿，所述動(dòng)平臺(tái)為三角形平板，動(dòng)平臺(tái)的三個(gè)邊角處分別與三個(gè)并聯(lián)分支的從動(dòng)桿連接；

所述檢測單元包括三向加速度傳感器、角加速度傳感器、第一單向加速度傳感器和第二單向加速度傳感器，所述三向加速度傳感器和角加速度傳感器設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)上，所述第一單向加速度傳感器設(shè)置在驅(qū)動(dòng)板上，所述第二單向加速度傳感器設(shè)置在主動(dòng)桿上；

所述控制單元分別與第一電機(jī)組件、第二電機(jī)組件、三向加速度傳感器、角加速度傳感器、第一單向加速度傳感器和第二單向加速度傳感器連接。

進(jìn)一步的，所述三向加速度傳感器設(shè)置在動(dòng)平臺(tái)的中心處，所述角加速度傳感器設(shè)置在距離動(dòng)平臺(tái)中心50mm～70mm處，且述三向加速度傳感器和角加速度傳感器均位于水平狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述第一單向加速度傳感器設(shè)置在驅(qū)動(dòng)板的中心處。

進(jìn)一步的，所述第二單向加速度傳感器設(shè)置在距離主動(dòng)桿中心60mm～80mm處，且位于遠(yuǎn)離第二電機(jī)組件的位置上。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)并聯(lián)分支中，所述第一電機(jī)組件包括伺服電機(jī)和法蘭盤輸出型減速器；

所述伺服電機(jī)與法蘭盤輸出型減速器連接，所述驅(qū)動(dòng)板的一端與法蘭盤輸出型減速器的輸出端連接，驅(qū)動(dòng)板的另一端與第二電機(jī)組件連接。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)并聯(lián)分支中，所述第二電機(jī)組件包括直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)和法蘭盤連接件；

所述直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端與法蘭盤連接件連接，所述主動(dòng)桿的一端通過螺栓固定在法蘭盤連接件上，主動(dòng)桿的另一端通過轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)桿的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述從動(dòng)桿的另一端通過轉(zhuǎn)軸與動(dòng)平臺(tái)的一個(gè)邊角處轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)一步的，所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元還包括靜平臺(tái)，所述伺服電機(jī)和法蘭盤輸出型減速器通過螺栓固定在靜平臺(tái)上。

進(jìn)一步的，所述靜平臺(tái)包括面板、框架和底座，所述面板、框架和底座從上到下依次連接，所述每個(gè)并聯(lián)分支中，所述伺服電機(jī)的一端和法蘭盤輸出型減速器通過螺栓固定在面板上，伺服電機(jī)的另一端位于框架內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述控制單元包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、a/d轉(zhuǎn)換器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述計(jì)算機(jī)分別與數(shù)據(jù)采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡連接，所述數(shù)據(jù)采集卡通過a/d轉(zhuǎn)換器分別與三向加速度傳感器、角加速度傳感器、第一單向加速度傳感器和第二單向加速度傳感器連接，所述運(yùn)動(dòng)控制卡通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)連接，通過直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接；

所述三向加速度傳感器和角加速度傳感器檢測出動(dòng)平臺(tái)的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息，所述第一單向加速度傳感器檢測出驅(qū)動(dòng)板的加速度信息，所述第二單向加速度傳感器檢測出主動(dòng)桿的加速度信息，這些信息經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，輸入到數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)，再輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理；

計(jì)算機(jī)根據(jù)動(dòng)平臺(tái)的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息，以及驅(qū)動(dòng)板的加速度信息，計(jì)算得到控制量，將控制量輸送到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制驅(qū)動(dòng)板的振動(dòng)；

計(jì)算機(jī)根據(jù)動(dòng)平臺(tái)的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息，以及主動(dòng)桿的加速度信息，計(jì)算得到控制量，將控制量輸送到直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中，驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制主動(dòng)桿的振動(dòng)。

本發(fā)明的另一目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

基于上述裝置的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制方法，所述方法包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)給定的動(dòng)平臺(tái)的目標(biāo)位置和位姿，計(jì)算機(jī)計(jì)算出運(yùn)動(dòng)量，輸送給運(yùn)動(dòng)控制卡，運(yùn)動(dòng)控制卡分別發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板、主動(dòng)桿和從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)，使得動(dòng)平臺(tái)以給定位姿運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置；

步驟二、在并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元的運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)過程中，動(dòng)平臺(tái)上的三向加速度傳感器和角加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測出動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信息，驅(qū)動(dòng)板上的第一單向加速度傳感器實(shí)時(shí)測得驅(qū)動(dòng)板的振動(dòng)信息，主動(dòng)桿上的第二單向加速度傳感器實(shí)時(shí)測得主動(dòng)桿的振動(dòng)信息，將檢測的振動(dòng)信息通過a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，輸入到數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)，再輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理；

步驟三、計(jì)算機(jī)根據(jù)步驟二中檢測的振動(dòng)信息，通過控制算法計(jì)算出控制量，通過運(yùn)動(dòng)控制卡將控制量分別輸出到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制驅(qū)動(dòng)板以及主動(dòng)桿的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)控制；

步驟四、反復(fù)試驗(yàn)，修改控制參數(shù)，獲得不同的控制效果，進(jìn)行分析和比較，最終得到最好的控制效果。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：

1、本發(fā)明在3-rrr(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)分支)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，形成3-rrrr(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)分支)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具體在每個(gè)并聯(lián)分支上增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，該驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)由一個(gè)電機(jī)組件和一個(gè)驅(qū)動(dòng)板組成，即每個(gè)并聯(lián)分支上擁有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，而動(dòng)平臺(tái)只有水平移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度，所以整個(gè)并聯(lián)機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)冗余的，極大的改善了3-rrr平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間小，存在奇異位形等缺點(diǎn)，且使得并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加的靈活；同時(shí)，采用了多傳感器融合系統(tǒng)，在動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置三向加速度傳感器和角加速度傳感器，在驅(qū)動(dòng)板和主動(dòng)桿上分別設(shè)置單向加速度傳感器，根據(jù)這幾個(gè)傳感器檢測的振動(dòng)信息，抑制驅(qū)動(dòng)板以及主動(dòng)桿的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)控制。

2、本發(fā)明采用伺服電機(jī)對驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，采用直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)對主動(dòng)桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過伺服電機(jī)和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，可以研究不同的控制策略，實(shí)現(xiàn)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的有效振動(dòng)控制；此外，直接驅(qū)動(dòng)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)不含減速器，消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的影響，在驅(qū)動(dòng)過程中摩擦很小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，所以驅(qū)動(dòng)和控制效果更好，而伺服電機(jī)連接減速器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)中，由于間隙所引起的誤差可通過直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，使得平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制更加準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置中并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元的俯視圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置中并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元的左視圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置中動(dòng)平臺(tái)安裝三向加速度傳感器和角加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置中驅(qū)動(dòng)板和主動(dòng)桿安裝單向加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-動(dòng)平臺(tái)，2-靜平臺(tái)，3-面板，4-框架，5-底座，6-驅(qū)動(dòng)板，7-主動(dòng)桿，8-從動(dòng)桿，9-伺服電機(jī)，10-法蘭盤輸出型減速器，11-直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，12-法蘭盤連接件，13-三向加速度傳感器，14-角加速度傳感器，15-第一單向加速度傳感器，16-第二單向加速度傳感器，17-計(jì)算機(jī)，18-數(shù)據(jù)采集卡，19-運(yùn)動(dòng)控制卡，20-a/d轉(zhuǎn)換器，21-伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，22-直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

如圖1～圖3所示，本實(shí)施例提供了一種混合驅(qū)動(dòng)的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置，該裝置包括并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元、檢測單元和控制單元；圖1中的虛線連接表示電信號與并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元的連接圖，方向箭頭表明了檢測和控制信號流的傳遞方向；

所述并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元包括動(dòng)平臺(tái)1、靜平臺(tái)2和三個(gè)并聯(lián)分支；

所述動(dòng)平臺(tái)1為三角形平板，本實(shí)施例優(yōu)選采用等邊三角形平板，在三個(gè)邊角處有三個(gè)孔，三個(gè)邊角處分別通過轉(zhuǎn)軸與三個(gè)并聯(lián)分支連接。

所述靜平臺(tái)2包括面板3、框架4和底座5，面板3、框架4和底座5從上到下依次連接，其中面板3為正方形鋼板，框架4為鋼架結(jié)構(gòu)，底座5由大理石支制成，整個(gè)靜平臺(tái)穩(wěn)定性強(qiáng)，隔振效果良好。

每個(gè)并聯(lián)分支包括第一電機(jī)組件、驅(qū)動(dòng)板6、第二電機(jī)組件、主動(dòng)桿7和從動(dòng)桿8，第一電機(jī)組件包括伺服電機(jī)9和法蘭盤輸出型減速器10，第二電機(jī)組件包括直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11和法蘭盤連接件12，伺服電機(jī)9與法蘭盤輸出型減速器10連接，驅(qū)動(dòng)板6的一端與法蘭盤輸出型減速器10的輸出端連接，驅(qū)動(dòng)板6的另一端與直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11連接，直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11的輸出端與法蘭盤連接件12連接，主動(dòng)桿7的一端直接嵌入到法蘭盤連接件12的鍵槽里，再通過螺栓固定在法蘭盤連接件12上，主動(dòng)桿7的另一端通過轉(zhuǎn)軸與從動(dòng)桿8的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，從動(dòng)桿8的另一端通過轉(zhuǎn)軸與動(dòng)平臺(tái)1的一個(gè)邊角處轉(zhuǎn)動(dòng)連接；伺服電機(jī)9和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11驅(qū)動(dòng)后，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板6、主動(dòng)桿7和從動(dòng)桿8運(yùn)動(dòng)，從而使動(dòng)平臺(tái)1運(yùn)動(dòng)。

在本實(shí)施例中，主動(dòng)桿7的尺寸參數(shù)：260mm×25mm×10mm，從動(dòng)桿8的尺寸參數(shù)為：214mm×25mm×10mm，所有材料均為鋁合金，構(gòu)件表面進(jìn)行氧化處理，能夠絕緣；伺服電機(jī)9和法蘭盤輸出型減速器10通過螺栓固定在靜平臺(tái)2上，具體為：伺服電機(jī)9的一端和法蘭盤輸出型減速器10通過螺栓固定在靜平臺(tái)2的面板3上，伺服電機(jī)9的另一端位于靜平臺(tái)2的框架4內(nèi)；伺服電機(jī)9采用安川電機(jī)有限公司的三相交流伺服電機(jī)，型號為：sgmav-08ada61，額定功率750w，工作電壓為200v，增量式編碼器精度是20位，法蘭盤輸出型減速器10采用的是德國的紐卡特公司生產(chǎn)的法蘭盤輸出減速器，型號為plfn-90，減速比為1:5；直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11采用的是新加坡的雅科貝思生產(chǎn)的電機(jī)，型號為adr110-a98，額定轉(zhuǎn)矩4.2nm，額定轉(zhuǎn)速119rpm，直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11因?yàn)槠涞退俅笈ぞ?、高精度定位、高響?yīng)速度、結(jié)構(gòu)簡單，減小機(jī)械損耗、低噪聲、少維護(hù)等獨(dú)有的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)；轉(zhuǎn)軸采用的材料為45號鋼。

所述檢測單元包括三向加速度傳感器13、角加速度傳感器14、第一單向加速度傳感器15和第二單向加速度傳感器16；

如圖4所示，三向加速度傳感器13和角加速度傳感器14安裝在動(dòng)平臺(tái)1上，具體地，三向加速度傳感器13位于動(dòng)平臺(tái)1的中心處，角加速度傳感器14在距離動(dòng)平臺(tái)中心60mm處，且述三向加速度傳感器13和角加速度傳感器14均位于水平狀態(tài)，三向加速度傳感器13和角加速度傳感器14用于檢測動(dòng)平臺(tái)1的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息；

如圖5所示，第一單向加速度傳感器15安裝在驅(qū)動(dòng)板6上，具體地，第一單向加速度傳感器15位于驅(qū)動(dòng)板6的中心處，第一單向加速度傳感器15用于檢測驅(qū)動(dòng)板6的加速度信息；

如圖5所示，第二單向加速度傳感器16安裝在主動(dòng)桿7，具體地，第二單向加速度傳感器16位于距離主動(dòng)桿7中心70mm處，且位于遠(yuǎn)離第二電機(jī)組件(直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11和法蘭盤連接件12)的位置上，第二單向加速度傳感器16用于檢測主動(dòng)桿7的加速度信息。

在本實(shí)施例中，三向加速度傳感器13的型號為8688a10，測量頻率范圍0.5-3000hz，靈敏度為500mv/g，量程±10g；角加速度傳感器14的型號為8838，測量頻率范圍1-2000hz，測量范圍為±150krads/s2，靈敏度：35μv/rad/s2；第一單向加速度傳感器15和第二單向加速度傳感器16的型號為8640a10，測量頻率范圍0.5-3000hz；靈敏度為500mv/g，量程為±10g。

所述控制單元包括計(jì)算機(jī)17、數(shù)據(jù)采集卡18、運(yùn)動(dòng)控制卡19、a/d轉(zhuǎn)換器20、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22，計(jì)算機(jī)17分別與數(shù)據(jù)采集卡18、運(yùn)動(dòng)控制卡19連接，數(shù)據(jù)采集卡18通過a/d轉(zhuǎn)換器20分別與三向加速度傳感器13、角加速度傳感器14、第一單向加速度傳感器15和第二單向加速度傳感器16連接，運(yùn)動(dòng)控制卡19通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21與伺服電機(jī)9連接，通過直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)22驅(qū)動(dòng)器與直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11連接。

三向加速度傳感器13和角加速度傳感器14檢測出動(dòng)平臺(tái)1的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息，第一單向加速度傳感器15檢測出驅(qū)動(dòng)板6的加速度信息，第二單向加速度傳感器16檢測出主動(dòng)桿7的加速度信息，這些信息經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換器20進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，輸入到數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)，再輸入到計(jì)算機(jī)17內(nèi)進(jìn)行處理；

計(jì)算機(jī)17根據(jù)動(dòng)平臺(tái)1的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息，以及驅(qū)動(dòng)板6的加速度信息，通過控制算法計(jì)算得到控制量，將控制量輸送到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21中，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制驅(qū)動(dòng)板6的振動(dòng)；

計(jì)算機(jī)17根據(jù)動(dòng)平臺(tái)1的平動(dòng)加速度信息和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度信息，以及主動(dòng)桿7的加速度信息，通過控制算法計(jì)算得到控制量，將控制量輸送到直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22中，驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制主動(dòng)桿7的振動(dòng)。

在本實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)17的cpu型號為intel-corei74790，頻率為3.6hz，內(nèi)存4g；數(shù)據(jù)采集卡18的型號為北京阿爾泰科技有限公司生產(chǎn)的pci－8193；運(yùn)動(dòng)控制卡19為美國deltatau公司pmac卡系列的pmac2，首先對驅(qū)動(dòng)器模式、電子齒輪比，還有pmac2卡i變量進(jìn)行配置，所采用的運(yùn)動(dòng)模式為位置控制模式，驅(qū)動(dòng)器負(fù)載設(shè)為中，對應(yīng)值為1，剛度為中性，值為3，電子齒輪比設(shè)為每一個(gè)脈沖對應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)0.04°；伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21與三相交流伺服電機(jī)配套使用，型號為：sgdv-5r5a01a，最大適用容量為1000w，工作電壓200v。

本實(shí)施例的冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制裝置在3-rrr(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)分支)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造形成3-rrrr(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)分支)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具體在每個(gè)并聯(lián)分支上增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，即擁有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，動(dòng)平臺(tái)1只有水平移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度，所以并聯(lián)機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)冗余的，因此并聯(lián)機(jī)構(gòu)的工作空間增大，運(yùn)動(dòng)更加靈活，且可消除奇異位形。

如圖1～圖5所示，本實(shí)施例還提供了一種冗余平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)控制方法，該方法基于上述裝置實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)給定的動(dòng)平臺(tái)1的目標(biāo)位置和位姿，計(jì)算機(jī)17計(jì)算出運(yùn)動(dòng)量，輸送給運(yùn)動(dòng)控制卡19，運(yùn)動(dòng)控制卡19分別發(fā)送指令給伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器9和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器11，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)9和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板6、主動(dòng)桿7和從動(dòng)桿8運(yùn)動(dòng)，使得動(dòng)平臺(tái)1以給定位姿運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置；

步驟二、在并聯(lián)機(jī)構(gòu)本體單元的運(yùn)動(dòng)和振動(dòng)過程中，動(dòng)平臺(tái)1上的三向加速度傳感器13和角加速度傳感器14實(shí)時(shí)檢測出動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)信息，驅(qū)動(dòng)板6上的第一單向加速度傳感器15實(shí)時(shí)測得驅(qū)動(dòng)板的振動(dòng)信息，主動(dòng)桿7上的第二單向加速度16傳感器實(shí)時(shí)測得主動(dòng)桿7的振動(dòng)信息，將檢測的振動(dòng)信息通過a/d轉(zhuǎn)換器20轉(zhuǎn)換，輸入到數(shù)據(jù)采集卡18內(nèi)，再輸入到計(jì)算機(jī)17內(nèi)進(jìn)行處理；

步驟三、計(jì)算機(jī)17根據(jù)步驟二中檢測的振動(dòng)信息，通過控制算法計(jì)算出控制量，通過運(yùn)動(dòng)控制卡19將控制量分別輸出到伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器21和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器22，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)21和直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)，以抑制驅(qū)動(dòng)板6以及主動(dòng)桿7的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)1的振動(dòng)控制；

步驟四、反復(fù)試驗(yàn)，修改控制參數(shù)，獲得不同的控制效果，進(jìn)行分析和比較，最終得到最好的控制效果。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例的主要特點(diǎn)是：所述動(dòng)平臺(tái)1上的角加速度傳感器14還可以安裝在距離動(dòng)平臺(tái)中心50mm或70mm處。其余同實(shí)施例1。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例的主要特點(diǎn)是：所述主動(dòng)桿7上的第二單向加速度傳感器16還可以安裝在距離主動(dòng)桿7中心60mm或80mm處，且位于遠(yuǎn)離第二電機(jī)組件(直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)11和法蘭盤連接件12)的位置上。其余同實(shí)施例1。

綜上所述，本發(fā)明在3-rrr(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)分支)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，形成3-rrrr(旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)分支)平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)，具體在每個(gè)并聯(lián)分支上增加了一個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，該驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)由一個(gè)電機(jī)組件和一個(gè)驅(qū)動(dòng)板組成，即每個(gè)并聯(lián)分支上擁有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，而動(dòng)平臺(tái)只有水平移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)共三個(gè)自由度，所以整個(gè)并聯(lián)機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)冗余的，極大的改善了3-rrr平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間小，存在奇異位形等缺點(diǎn)，且使得并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加的靈活；同時(shí)，采用了多傳感器融合系統(tǒng)，在動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置三向加速度傳感器和角加速度傳感器，在驅(qū)動(dòng)板和主動(dòng)桿上分別設(shè)置單向加速度傳感器，根據(jù)這幾個(gè)傳感器檢測的振動(dòng)信息，抑制驅(qū)動(dòng)板以及主動(dòng)桿的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)的振動(dòng)控制。

以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的實(shí)施例，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明專利的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。