一种基于二维编码器的平面并联机构末端跟踪控制系统与方法

摘要

本发明提供了一种基于二维编码器的平面并联机构末端跟踪控制系统与方法，该系统包括安装于静平台上的平面并联机构、二维编码器测量装置、机构回零装置以及控制装置；所述控制装置，由伺服电机控制模块、触发光电开关模块、并联机构定位控制模块以及并联机构轨迹跟踪控制模块等组成；整个系统首先通过机构回零装置使平面并联机构末端位于零点，接着通过二维编码器测量平面并联机构末端的实时位姿，然后输入到控制装置，并通过控制装置驱动平面并联机构使末端按预定的轨迹实现精密定位。本发明控制系统与方法所涉及的数据处理模块只需简单的解算就可以获取动平台末端的位姿，实时性好，同时还提高了平面并联机构的末端轨迹跟踪精度，为平面并联机构实现亚微米级别定位精度提供了条件。

主权项

一种基于二维编码器的平面并联机构末端跟踪控制系统，其特征在于：包括安装于静平台上的平面并联机构、二维编码器测量装置、机构回零装置以及控制装置；所述的二维编码器测量装置，包括二维编码器的a读数头(6)和b读数头(16)、二维光栅板夹具(14)中的二维光栅板(15)、连接电缆；其中，二维编码器的a读数头(6)和b读数头(16)固定在平面并联机构动平台(5)反面连接的支撑架(7)上，装有二维光栅板(15)的二维光栅板夹具(14)固定在平面并联机构动平台(5)下方的静平台(8)上；两者的测量中心所在的平面平行于静平台(8)，a读数头(6)和b读数头(16)的测量中心以及动平台(5)中心定位孔O′₁(4)，在静平台上的投影共线且a读数头(6)和b读数头(16)等距的分布在动平台中心两侧；所述的机构回零装置，包括设置于静平台(8)上的三个光电开关(10)、伺服电机(1)驱动杆(2)上的三个遮光片(9)，以及激光跟踪仪；所述的控制装置，由伺服电机控制模块、触发光电开关模块、并联机构定位控制模块以及并联机构轨迹跟踪控制模块等组成；整个系统首先通过机构回零装置使平面并联机构末端位于零点，接着通过二维编码器测量平面并联机构末端的实时位姿，然后输入到控制装置，并通过控制装置驱动平面并联机构使末端按预定的轨迹实现精密定位。