1.一種基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,包括:固定平臺、動平臺、三個并聯驅動控制分支、氣動單元、信號檢測模塊以及控制單元,其中:
每個并聯驅動控制分支包括依次相連的擺動氣缸、主動桿以及從動桿,所述擺動氣缸固定連接在所述固定平臺上,且所述擺動氣缸與所述氣動單元連接,所述從動桿固定連接所述動平臺;
所述信號檢測模塊包括加速度傳感器、角速度傳感器以及角位移編碼器,所述加速度傳感器和角速度傳感器均安裝于所述動平臺上,所述加速度傳感器用于測量所述動平臺在水平面沿x軸以及y軸的兩個垂直方向上的加速度信號,所述角速度傳感器用于測量所述動平臺的旋轉角速度信號,所述角位移編碼器通過聯軸器連接在所述擺動氣缸底部,用于檢測檢測擺動氣缸轉軸的運動角位移信號;
所述控制單元分別與氣動單元和信號檢測模塊連接。
2.根據權利要求1所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述動平臺為正三角形動平臺,所述每個并聯驅動控制分支分別通過轉軸固定連接所述正三角形動平臺的每個頂角。
3.根據權利要求1所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述擺動氣缸通過螺紋固定連接在所述固定平臺上,所述主動桿通過轉動法蘭連接盤與所述擺動氣缸固定相連,所述主動桿通過轉軸與所述從動桿相連,所述從動桿通過轉軸與所述動平臺固定連接。
4.根據權利要求1或2或3所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述三個并聯驅動控制分支的結構一致,每個并聯驅動控制分支的主動桿和從動桿的尺寸相同且均為剛性材質。
5.根據權利要求1所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述氣動單元包括依次相連的氣泵、氣動三聯件以及氣動比例方向控制閥,所述氣動比例方向控制閥與所述擺動氣缸連接。
6.根據權利要求5所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述氣動比例方向控制閥包括兩個輸出端,所述擺動氣缸包括兩個氣腔,所述各個輸出端分別對應連接所述各個氣腔。
7.根據權利要求1所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述控制單元包括計算機和運動控制器;
所述運動控制器插入到所述計算機的PCI插槽中,所述運動控制器通過接線端子連接所述信號檢測模塊。
8.根據權利要求7所述的基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置,其特征在于,所述運動控制器包括D/A轉換卡、A/D轉換卡、積分編碼和計數卡。
9.一種基于擺動氣缸驅動的并聯三自由度機構裝置的控制方法,其特征在于,包括如下步驟:
S1、在動平臺運動情況下,使用動平臺上相應的加速度傳感器、角速度傳感器分別測量在水平面沿x軸以及y軸的兩個垂直方向上的加速度信號、繞垂直于平面軸線旋轉的角速度信號,對測量的信號經過運動學逆解處理后分別得到對應的擺動氣缸的角速度模擬量信號;
S2、將步驟S1中的得到模擬量信號經過A/D轉換卡轉換為在控制器量程范圍內的數字信號,且輸入到計算機,進一步通過運行控制算法以及濾波處理后,得到控制動平臺的反饋信號;
S3、使用角位移編碼器檢測擺動氣缸轉軸的運動角位移,然后將檢測信號經過積分編碼和記數卡處理得到數字信號,將數字信號輸入到計算機且通過運行控制算法以及濾波處理后,得到控制動平臺的反饋信號;
S4、將步驟S2以及S3中得到的反饋信號,經過D/A轉換卡轉換為模擬信號,輸出到氣動比例方向控制閥,控制擺動氣缸的轉動方向以及位移,通過調節氣動比例方向控制閥的換向和進排氣流量,控制擺動氣缸的擺動方向和速度,從而控制動平臺的運動以達到期望的位置和姿態。