CN106426090A - 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 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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

技术领域

本发明涉及一种三自由度并联机器人控制装置，尤其是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，属于平面三自由度并联机器人装置及控制研究领域。

背景技术

并联机器人主要指由并联机构组成的机器人或者由并联机构和串联机构共同组成的机器人，而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的机构。并联机器人则由两个平台和若干独立运动支链组成。两个平台即为动平台与静平台(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)。并联机器人具有大刚度、高精度、高承载能力等优点，主要应用在强刚度、精度高、运动速度快、动态特性好、操作灵巧、对工作空间要求不大的场合，如航空航天、制造装备、精密测量与精密定位领域。为了提高工业生产力、节约能源，现代机械不断地向轻量化、低能耗和高效率等方向发展，轻型、高速、高加速度、高精度的柔性并联机器人开始得到许多研究者和工程师的关注。在相似的系统中，由于不同的驱动方式具有各自的特点，影响着系统在安装位置、驱动速度、驱动功率、驱动平稳性、运动定位精度等方面的表现，因此针对不同的应用应设计不同的驱动方式来满足机器人的工作要求。

目前并联机器人的驱动方式主要有液压驱动、气压驱动、电气驱动和新型驱动装置等。液压具有较大的功率重量比、结构简单紧凑、刚性好、可实现任意位置的开停、能在很大调整范围内实现无极调速等优点，但其油液容易泄漏造成环境污染、且油液粘度随温度而变化。电气驱动具有速度控制特性良好、可实现恒力矩、惯性低以及能量转换效率高等优点，但其控制复杂，线路设计较为复杂，并且难于实现无级调速或者实现无级调速成本较高。而气压驱动的优势在于气源方便、废气可直接排入大气不会造成污染、可实现无级变速、具有较好的缓冲作用等，同时无杆气缸没有活塞杆突出在外面，与普通气缸相比可以减少44％的空间，节省了很大的空间，使得整个机器也变得美观。故选用合适的无杆气缸同样可以满足机器人相应的工作要求。

因此，研究一种具有良好工作空间和运动轨迹的平面三自由度并联机器人控制装置具有重要研究意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供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，该装置通过合理设置无杆气缸的位置和刚性杆与无杆气缸的连接关系，可以使并联机器人在工作中保证运行的平稳性和一定的精度，以实现快速、准确、平稳的到达指定工作位置并实现反馈调节，同时采用双轴加速度传感器和单轴角速度陀螺仪采集动平台三个自由度的信息，测量精度高，可以获得动平台的动态特性，并能够通过气动控制回路调节无杆气缸从而对动平台进行控制，使并联机器人运动更准确。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置的平面三自由度并联机器人控制方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

无杆气缸驱动的平面三自由度并联机器人控制装置，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。

作为一种优选方案，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。

作为一种优选方案，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。

作为一种优选方案，所述气动比例方向控制阀还连接两个消声器，所述运动控制器插在计算机的扩展控制槽内。

作为一种优选方案，所述刚性杆的一端通过第一转轴与连接块转动连接，另一端通过第二转轴与动平台的一个边角处转动连接。

作为一种优选方案，所述双轴加速度传感器固定在动平台的几何中心位置，所述单轴角速度陀螺仪固定在动平台偏离双轴加速度传感器的位置上，单轴角速度陀螺仪的检测轴线与动平台平面垂直。

作为一种优选方案，所述平面三自由度并联机器人本体还包括静平台，所述静平台由若干不同长度的铝型材和基板组成，所述无杆气缸和光栅尺位移传感器固定在静平台上。

作为一种优选方案，所述静平台的底部具有四个支撑脚，四个支撑脚围成的平面上设有一支撑板。

作为一种优选方案，所述双轴加速度传感器、单轴角速度陀螺仪和光栅尺位移传感器均与直流电源连接。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

基于上述装置的平面三自由度并联机器人控制方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一、气源提供的高压气体通过气动三联件稳压后接入到气动比例方向控制阀，通过气动比例方向控制阀调节换向和进排气流量来驱动无杆气缸上的滑块运动，以带动连接块移动，从而驱动刚性杆使得动平台以一定姿态移动定位到目标位置；

步骤二、双轴加速度传感器检测动平台在水平面运动的两个垂直方向上的加速度信号，单轴角速度陀螺仪检测动平台在水平面方向上的转动角速度信号，加速度信号和角速度信号经过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，从而抑制动平台运动过程中产生的振动；

步骤三、光栅尺位移传感器检测无杆气缸上滑块的运动位移，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，调节气动比例方向控制阀的换向和进排气流量，从而控制动平台运动达到期望的位置和姿态。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明采用了外形为等边三角形的动平台和三个并联驱动控制分支，每个并联驱动控制分支采用无杆气缸对动平台进行驱动，无杆气缸的滑块上设有连接块，连接块通过刚性杆与动平台的一个边角处连接，气动控制回路驱动无杆气缸上的滑块移动，以带动连接块移动，从而驱动刚性杆使得动平台按期望的轨迹运动，或者按期望的位置和姿态定位到具体目标位置和姿态，无杆气缸作为驱动器，减少了安装位置，节省了很大的空间，进而提高了并联机构的空间利用率；此外，动平台上设有双轴加速度传感器和单轴角速度陀螺仪，可以检测动平台三个自由度的信息，对动平台的动态特性分析和反馈控制提供很好的测量手段。

2、本发明采用单一驱动元件，即仅通过三个拥有相同气动控制回路的无杆气缸输入力矩，气动控制回路较为简单，三者同时控制，可以避免多回路干涉，提高控制精度，降低控制难度。

3、本发明采用气动控制回路驱动无杆气缸，使整个装置具有结构简单、无污染、有较好的缓冲作用等优点，而且气动控制回路采用气动比例方向控制阀进行调节，气动回路设计简明、容易控制、响应速度快且控制准确度高。

附图说明

图1为本发明实施例1的平面三自由度并联机器人控制装置总体结构示意图，图中隐藏了静平台。

图2为本发明实施例1的平面三自由度并联机器人控制装置机械结构图。

其中，1-动平台，2-静平台，3-双轴加速度传感器，4-单轴角速度陀螺仪，5-支撑脚，6-支撑板，7-无杆气缸，8-连接块，9-刚性杆，10-第一转轴，11-第二转轴，12-滑块，13-光栅尺位移传感器，14-检测滑块，15-气源，16-气动三联件，17-气动比例方向 控制阀，18-计算机，19-运动控制器，20-脉冲计数电路，21-A/D数据采集卡，22-D/A转换卡。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种平面三自由度并联机器人控制装置，该装置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为3PRR(3个移动-旋转-旋转分支)型运动平台，包括动平台1、静平台2和三个并联驱动控制分支，图1中隐藏了静平台2的结构，目的在于更加清晰地描述装置的控制组件，图2中将静平台2详细地表达了出来，图1中的虚线连接表示电信号与控制组件的连接，实线连接表示气动控制回路连接；

所述动平台1为三角盘，输出装置运行的结果，外形为等边三角形，动平台1上设有双轴加速度传感器3和单轴角速度陀螺仪4，所述双轴加速度传感器3与供电电压为5±0.25V、供电电流为I≤2mA的直流电源连接，其固定在动平台1的几何中心位置，用于检测动平台1在水平面运动的两个垂直方向上的加速度信号(X方向加速度信号和Y方向加速度信号)，所述单轴角速度陀螺仪4与供电电压为5±0.25V、供电电流为I≤8mA的直流电源，单轴角速度陀螺仪4固定在动平台1偏离双轴加速度传感器3的位置上，该位置在与动平台1的几何中心相距20cm的中线位置处，其检测轴线与动平台1平面垂直用于检测动平台1在水平面方向上的转动角速度信号；双轴加速度传感器3和单轴角速度陀螺仪4的固定方式均为螺纹连接方式；

所述静平台2用于放置动平台1和三个并联驱动控制分支，由若干不同长度的铝型材和基板组成，其底部具有四个支撑脚5，四个支撑脚5围成的平面上设有一支撑板6，四个支撑脚5和支撑板6用于对静平台2进行支撑；

三个并联驱动控制分支的结构都是相同的，因此仅以一个并联驱动控制分支进行说明，每个并联驱动控制分支包括无杆气缸7、连接块8和刚性杆9，所述刚性杆9的一端通过第一转轴10与连接块8转动连接，另一端通过第二转轴11与动平台1的一个边角处转动连接，所述连接块8与无杆气缸7上的滑块12固定连接，固定连接方式采用定位销和螺纹连接方式；无杆气缸7的一侧(图中为右侧)设有平行于无杆气缸7的光栅尺位移传感器13，所述光栅尺位移传感器13与供电电压为+5V的直流电源连接，其检测滑块14与连接块8固定连接，固定连接方式采用定位销和螺纹连接方式；所述无杆气缸7由气动控制回路驱动，无杆气缸7和光栅尺位移传感器13固定在静平台2上，固定方式为螺纹连接方式，从图中可以看到，无杆气缸7和光栅尺位移传感器13 以等边三角形的形式对称布置，所述光栅尺位移传感器13用于检测无杆气缸7上滑块12的运动位移；通过光栅尺位移传感器13、动平台上的双轴加速度传感器3和单轴角速度陀螺仪4检测信号反馈进行无杆气缸的控制，实现平面三自由度并联机器人本体的闭环控制；

所述气动控制回路包括气源15、气动三联件16和气动比例方向控制阀17，气源15由气压泵提供产生高压气体，通过气动三联件16稳压后接入气动比例方向控制阀17，为整个装置提供气源，所述气动三联件16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；其中，所述气动比例方向控制阀17为三位五通气动比例方向控制阀，下端的中间端口直接与气动三联件16的气动减压阀连接，其下端的左、右两个端口分别连接一个消音器18，而其上端的两个端口分别与无杆气缸7的左气腔和右气腔连接；气动控制回路驱动无杆气缸7上的滑块12移动，以带动连接块8移动，从而驱动刚性杆9使得动平台1按期望的轨迹运动，或者按期望的位置和姿态定位到具体目标位置和姿态；

在本实施例中，动平台1设计为外形为等边三角形、边长为250mm、厚度为25mm的三角盘，刚性杆9的尺寸参数为250mm×12mm×25mm，动平台1和刚性从动杆5均为铝合金，为使刚性杆9表面绝缘，需要对其进行氧化处理；静平台2的尺寸参数为1500mm×1300mm×600mm，其中，基板的尺寸参数为1500mm×1300mm×15mm，铝型材选用截面大小为80mm×80mm的，铝型材构成静平台2长、宽、高的长度为1340mm、1140mm、500mm；双轴加速度传感器3选用型号为CS-2LAS的X、Y轴双轴加速度计，外形尺寸为18.8mm×12.7mm×8.4mm，重量约为20g，模拟电压输出范围为0.5V～4.5V；单轴角速度陀螺仪4选用型号为CS-ARS-04的Z轴角速度陀螺仪，外形尺寸为Φ32mm×12mm，重量约为43g，模拟电压输出范围为0.5V～4.5V；双轴加速度传感器3和单轴角速度陀螺仪4采用符合电压要求的开关电源供电；无杆气缸7为机械结合式无杆气缸(高精度导轨型)MY1H系列，型号为MY1H25-500Z，行程为500mm；光栅尺位移传感器13选用威海三丰电子科技有限公司供应的型号为GBC-Q的光栅尺位移传感器，量程为600mm，栅距为0.02mm，输出两路相差90度的TTL方波信号，与该型号光栅尺位移传感器配套的数显表参数为：四倍频、允许输入TTL方波信号、允许输入信号频率>1000KHz等；气源15选用型号为FB-0.017/7的静音空气压缩机；气动三联件16中，空气过滤器的型号选用AF30-03，气动减压阀的型号选用AR25-03，油雾分离器的型号选用AFM30-03，压力表的型号选用G36-10-01，气动比例方向控制阀17选用日本SMC气动公司生产的型号为VER2000-02比例阀；由于无杆气缸7以等边三角形的形式对称布置，因此本装置要求有三个无杆气缸7的气动控制回路。

所述控制组件包括计算机18、运动控制器19、脉冲计数电路20、A/D数据采集卡21和D/A转换卡22，所述计算机18通过运动控制器19分别与脉冲计数电路20、A/D 数据采集卡21和D/A转换卡22连接，所述脉冲计数电路20与光栅尺位移传感器13连接，所述A/D数据采集卡21分别与双轴加速度传感器3、单轴角速度陀螺仪4连接，所述D/A转换卡22与气动比例方向控制阀17连接；所述运动控制器19插在计算机18的扩展控制槽内，脉冲计数电路20为四倍频、变相脉冲计数电路；

双轴加速度传感器3检测的加速度信号和单轴角速度陀螺仪4检测的角速度信号经过A/D数据采集卡21进行模数转换后得到数字信号，数字信号经过运动控制器19处理后输入到计算机18，计算机18根据运动控制器19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19传输给D/A转换卡22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17，控制无杆气缸7的运动方向和速度，从而抑制动平台1运动过程中产生的振动；

光栅尺位移传感器13检测的运动位移信号经过脉冲计数电路20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19处理后输入到计算机18，计算机18根据运动控制器19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19传输给D/A转换卡22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17，控制无杆气缸7的运动方向和位移，调节气动比例方向控制阀17的换向和进排气流量，从而控制动平台1运动达到期望的位置和姿态。

在本实施例中，计算机18选用CPU型号I7的计算机；脉冲计数电路20、A/D数据采集卡21和D/A转换卡22可以选用单独的板卡，也可以选用集成于多功能运动控制器，即运动控制器19上；运动控制器19接收双轴加速度传感器3和单轴角速度陀螺仪4检测到的经过模数转换后的信号，因此要求运动控制器19具有双通道(两路)模拟量输入模块，而且无杆气缸7和光栅尺位移传感器13以等边三角形的形式对称布置，因此本装置要求有三个相同的脉冲计数电路20，运动控制器19接收光栅尺位移传感器13所检测到的经过脉冲计数处理的信号，因此要求运动控制器19具有三路模拟量输入模块，此外，本装置有三个气动控制回路，即有三个气动比例方向控制阀17，因此本装置要求有三个D/A转换卡22，运动控制器19要求将计算机18的控制信号经过D/A转换卡22进行模数转换后传输到气动比例方向控制阀17上，即要求运动控制器19具有三路模拟量输出模块；A/D数据采集卡21的型号也可以单独选用中国台湾研华科技有限公司生产的研华PCI-1713U型32路隔离模拟量数据采集卡；D/A转换卡22也可选用中国台湾研华科技有限公司生产的PCI-1714型十二路D/A输出卡；

根据上述内容，运动控制器19要求具有五路模拟量输入模块和三路模拟量输出模块，因此运动控制器19选用固高公司生产的GTS-400-PV-PCI系列运动控制器，该运动控制器具有四路轴资源通道(各轴信号带有1路模拟量输出，增量式编码器输入，电机控制输出及报警复位功能)，光耦隔离通用数字信号输入和输出各有十六路，两路四倍频增量式辅助编码器输入，八路A/D模拟量采样输入，模拟量输入输出的电压范 围是：-10V～+10V；

本实施例还提供了一种平面三自由度并联机器人控制方法，所述方法基于上述装置实现，包括以下步骤：

步骤一、气源15提供的高压气体通过气动三联件16稳压后接入到气动比例方向控制阀17，通过气动比例方向控制阀17调节换向和进排气流量来驱动无杆气缸7上的滑块12运动，从而驱动刚性杆9使得动平台1以一定姿态移动定位到目标位置；

步骤二、双轴加速度传感器3检测动平台1在水平面运动的两个垂直方向上的加速度信号，单轴角速度陀螺仪4检测动平台1在水平面方向上的转动角速度信号，加速度信号和角速度信号经过A/D数据采集卡21进行模数转换后得到数字信号，数字信号经过运动控制器19处理后输入到计算机18，计算机18根据运动控制器输入的数字信号，运行控制算法(该控制算法为现有技术)，计算得到振动控制的控制信号，控制信号经过运动控制器19传输给D/A转换卡22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17，控制无杆气缸7的运动方向和速度，从而抑制动平台1运动过程中产生的振动；

步骤三、光栅尺位移传感器13检测无杆气缸7上滑块12的运动位移，位移信号经过脉冲计数电路20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19处理后输入到计算机18，计算机根18据运动控制器19输入的数字信号，运行控制算法(该控制算法为现有技术)，计算得到运动控制的控制信号，控制信号经过运动控制器19传输给D/A转换卡22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17，控制无杆气缸7的运动方向和位移，调节气动比例方向控制阀17的换向和进排气流量，从而控制动平台1运动达到期望的位置和姿态。

综上所述，本发明采用了外形为等边三角形的动平台和三个并联驱动控制分支，每个并联驱动控制分支采用无杆气缸对动平台进行驱动，无杆气缸的滑块上设有连接块，连接块通过刚性杆与动平台的一个边角处连接，气动控制回路驱动无杆气缸上的滑块移动，以带动连接块移动，从而驱动刚性杆使得动平台按期望的轨迹运动，或者按期望的位置和姿态定位到具体目标位置和姿态，无杆气缸作为驱动器，减少了安装位置，节省了很大的空间，进而提高了并联机构的空间利用率；此外，动平台上设有双轴加速度传感器和单轴角速度陀螺仪，可以检测动平台三个自由度的信息，对动平台的动态特性分析和反馈控制提供很好的测量手段。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

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。

2.根据权利要求1所述的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：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。

3.根据权利要求2所述的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：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。

4.根据权利要求2或3所述的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：所述气动比例方向控制阀还连接两个消声器，所述运动控制器插在计算机的扩展控制槽内。

5.根据权利要求1-3任一项所述的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：所述刚性杆的一端通过第一转轴与连接块转动连接，另一端通过第二转轴与动平台的一个边角处转动连接。

6.根据权利要求1-3任一项所述的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：所述双轴加速度传感器固定在动平台的几何中心位置，所述单轴角速度陀螺仪固定在动平台偏离双轴加速度传感器的位置上，单轴角速度陀螺仪的检测轴线与动平台平面垂直。

7.根据权利要求1-3任一项所述的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：所述平面三自由度并联机器人本体还包括静平台，所述静平台由若干不同长度的铝型材和基板组成，所述无杆气缸和光栅尺位移传感器固定在静平台上。

8.根据权利要求7所述的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：所述静平台的底部具有四个支撑脚，四个支撑脚围成的平面上设有一支撑板。

9.根据权利要求1-3任一项所述的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：所述双轴加速度传感器、单轴角速度陀螺仪和光栅尺位移传感器均与直流电源连接。

10.基于权利要求3所述装置的平面三自由度并联机器人控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一、气源提供的高压气体通过气动三联件稳压后接入到气动比例方向控制阀，通过气动比例方向控制阀调节换向和进排气流量来驱动无杆气缸上的滑块运动，以带动连接块移动，从而驱动刚性杆使得动平台以一定姿态移动定位到目标位置；

步骤二、双轴加速度传感器检测动平台在水平面运动的两个垂直方向上的加速度信号，单轴角速度陀螺仪检测动平台在水平面方向上的转动角速度信号，加速度信号和角速度信号经过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，运行控制算法，计算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，从而抑制动平台运动过程中产生的振动；

步骤三、光栅尺位移传感器检测无杆气缸上滑块的运动位移，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，运行控制算法，计算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，调节气动比例方向控制阀的换向和进排气流量，从而控制动平台运动达到期望的位置和姿态。