The utility model discloses a control device to drive a rotary cylinder with three degree of freedom flexible parallel mechanism, which comprises a three DOF parallel mechanism flexible body and control body components; three degree of freedom flexible parallel mechanism which comprises a movable platform and three parallel drive control branch; moving platform shape is an equilateral triangle, with three axis acceleration the sensor and the angular velocity sensor; driving control branch including swing cylinder, rigid and flexible driving rod follower each parallel swing cylinder, a driving rod, a driven rod rigid flexible and dynamic platform are connected sequentially; the swinging cylinder by the pneumatic driving control circuit, the output shaft is connected with a photoelectric encoder through the coupling, flexible driven rod is provided piezoelectric sensors and actuators; control unit is respectively connected with the pneumatic control circuit, photoelectric encoder, three axis acceleration sensor Angular velocity sensor, piezoelectric sensor and piezoelectric actuator. The utility model can quickly, accurately and stably reach the designated working position and realize feedback regulation.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种三自由度柔性并联机构控制装置,尤其是一种摆动气缸驱动的三自由度柔性并联机构控制装置,属于平面三自由度并联机器人装置及控制研究领域。
技术介绍
并联机器人是包含并联机构的机器人,并联机构是若干个自由度末端执行器与固定基座通过两条或两条以上的独立运动支链相连。并联机器人包含两个平台,即动平台与静平台(也称定平台),静平台固定在基座上或连接到另一台机器人的末端执行器上,动平台相对静平台运动。两平台之间由两条或两条以上的支链相连。它具有两个或两个以上自由度,且驱动器一般分布在与静平台相连的一端上(以并联方式驱动)。静平台基座负责支撑安装作用,动平台三角盘通过柔性臂和刚性臂二者组合连接与静平台形成连接关系。在这种系统中,动平台的作用则是系统运行的体现,通过连杆带动动平台实现所需运动轨迹或是工作空间,并利用动平台检测自身运动,通过后台的工控计算机处理完成对自身运动的修正。并联机构多采用交流伺服电动机作为驱动动力源,交流伺服电动机具有速度控制特性良好、高速控制、可实现恒力矩及惯量低等优点,但其控制复杂,连线较多。而气动控制的优势在于结构简单,价格便宜,同时优秀的摆动气缸设计同样可以实现良好的角度调整,同时摆动气缸还具有摆动速度可调性高,可以适应低速到高速大范围选速。故选用合适的摆动气缸同样可以达到相应的实验要求。实际生产中,柔性臂作为驱动臂的应用越来越广泛,而其弹性变形对整个系统运动的影响也越来越严重,减少乃至消除其运动中变形越来越重要。而在设计中,通过三端同时输入转矩,可以有效地抵消其弹性变形。本文中通过选用合适的摆动气缸,构建良好的工作空间,来探讨一 ...
【技术保护点】
摆动气缸驱动的三自由度柔性并联机构控制装置,其特征在于:包括三自由度柔性并联机构本体和控制组件;所述三自由度柔性并联机构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,动平台上设有三轴加速度传感器和角速度传感器;每个并联驱动控制分支包括摆动气缸、刚性主动杆和柔性从动杆,所述刚性主动杆的一端与摆动气缸的转盘连接,刚性主动杆的另一端与柔性从动杆的一端转动连接,所述柔性从动杆的另一端与动平台的一个边角处转动连接;所述摆动气缸由气动控制回路驱动,摆动气缸的输出轴通过联轴器连接一光电编码器,所述柔性从动杆上设有压电传感器和压电驱动器;所述控制组件分别与气动控制回路、光电编码器、三轴加速度传感器、角速度传感器、压电传感器和压电驱动器连接。
【技术特征摘要】
1.摆动气缸驱动的三自由度柔性并联机构控制装置,其特征在于:包括三自由度柔性并联机构本体和控制组件;所述三自由度柔性并联机构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,动平台上设有三轴加速度传感器和角速度传感器;每个并联驱动控制分支包括摆动气缸、刚性主动杆和柔性从动杆,所述刚性主动杆的一端与摆动气缸的转盘连接,刚性主动杆的另一端与柔性从动杆的一端转动连接,所述柔性从动杆的另一端与动平台的一个边角处转动连接;所述摆动气缸由气动控制回路驱动,摆动气缸的输出轴通过联轴器连接一光电编码器,所述柔性从动杆上设有压电传感器和压电驱动器;所述控制组件分别与气动控制回路、光电编码器、三轴加速度传感器、角速度传感器、压电传感器和压电驱动器连接。2.根据权利要求1所述的摆动气缸驱动的三自由度柔性并联机构控制装置,其特征在于:所述气动控制回路包括气泵、气动三联件和气动比例方向控制阀,所述气泵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摆动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。3.根据权利要求2所述的摆动气缸驱动的三自由度柔性并联机构控制装置,其特征在于:所述控制组件包括工控计算机、脉冲计数电路、A/D转换元件、D/A转换元件、电荷放大器和电压放大器,所述工控计算机分别与脉冲计数电路、A/D转换元件和D/A转换元件连接,所述A/D转换元件通过电荷放大器与压电传感器连接,并与三轴加速度传感器、角速度传感器连接,所述D/A转换元件通过电压放大器与压电驱动器连接,并与气动比例方向控制阀连接;三轴加速度传感器检测的加速度信号和角速度传感器检测的角速度信号经过A/D转换元件进行模数转换后得到数字信号,数字信号输入到工控计算机;光电编码器检测的角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,数字信号输入到工控计算机;工控计算机根据三轴加速度传感器、角速度传感器和...
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