CN201208992Y - 一种双足机器人步行机构控制系统 - Google Patents

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CN201208992Y CNU2008201171318U CN200820117131U CN201208992Y CN 201208992 Y CN201208992 Y CN 201208992Y CN U2008201171318 U CNU2008201171318 U CN U2008201171318U CN 200820117131 U CN200820117131 U CN 200820117131U CN 201208992 Y CN201208992 Y CN 201208992Y
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李慕君
陈卫东
杨军
李建
叶一枝
王景川
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Abstract

本实用新型涉及一种双足机器人步行机构控制系统，其所控制的部件包括一个十二自由度的双足机器人步行机构，该双足机器人包括躯干和步行机构，步行机构包括臀部、左右大腿、左右小腿和左右足以及连接各部分的十二个关节，其特征在于：所述控制系统，包括主控计算机、步态规划计算机、CAN网络、力传感器、姿态传感器、CAN接口卡、数据采集卡、12个关节控制器和12个限位开关。本实用新型可以实现双足机器人步行机构各个关节的精确控制；可以实现较多的仿人动作，主要基本动作包括：前行、后行、转弯、下蹲/站起、上楼梯及上斜坡等。

Description

一种双足机器人步行机构控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种机器人控制系统，尤其涉及一种双足机器人步行机构控制系统。
背景技术
近年来，双足机器人已经引起了国内外学者的广泛兴趣，并取得了很大的成果，特别在模拟人的各种动作、与人协作、语言交流等方面取得了重大突破。现有技术中，要使双足机器人能模拟出更多的人的动作，就需要增加自由度，由此增加了设计难度和成本以及制作成本，因此，在配置尽可能少的自由度的情况下实现尽可能多的仿人动作是现今双足机器人设计及制造中急需解决的问题之一。
发明内容
本实用新型的目的，就是为了解决上述问题而提供一种双足机器人步行机构控制系统。
本实用新型的目的是这样实现的：同权利要求
本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下的优点和特点：
1、可以实现双足机器人步行机构各个关节的精确控制；
2、可以实现较多的仿人动作，主要基本动作包括：前行、后行、转弯、下蹲/站起、上楼梯及上斜坡等。
附图说明
图1是本实用新型双足机器人步行机构控制系统的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，图1是本实用新型双足机器人步行机构控制系统的结构示意图。本实用新型双足机器人步行机构控制系统，其所控制的部件包括一个十二自由度的双足机器人步行机构，该双足机器人包括躯干和步行机构，步行机构包括臀部、左右大腿、左右小腿和左右足以及连接各部分的十二个关节，其特征在于：所述控制系统，包括主控计算机1、步态规划计算机2、CAN网络7、力传感器5、姿态传感器3、CAN接口卡6、数据采集卡4、十二个关节控制器8和十二个限位开关9；其中，
CAN接口卡6和数据采集卡4均安装于主控计算机1的PCI插槽中；
所述的步态规划计算机2通过网线与主控计算机1通讯连接；
所述的姿态传感器3通过RS232串口与主控计算机1通讯连接；
所述的力传感器5与数据采集卡4电信相连；
所述的12个关节控制器8均连接在CAN网络7上，主控计算机通过CAN接口卡6连接在CAN网络7上；
所述的12个限位开关9通过电缆分别与相应的关节控制器电信相连。
所述的主控计算机1安置于双足机器人的躯干中。
所述的姿态传感器3安装于双足机器人的躯干正中的位置。
所述的力传感器5安装在双足机器人步行机构的足底。
主控计算机主要负责完成机器人的数据采集与发送、上层控制算法以及人机交互功能。主控计算机根据采集到的信息，经过控制算法的运算后，得到下一个控制周期各个节点的位置，再通过CAN网络下发给各个关节控制器。
关节控制器负责机器人每个关节的运动控制，实现了电机控制的速度环、位置环和电流环，确保了单关节运动控制的精度和良好的动态性能。关节控制器通过接收主控计算机下发下来的CAN数据，控制关节电机下一个时刻运行到的位置，同时关节控制器会周期性的通过连接在电机尾部的编码器采集每个关节的实际位置信息，发送给主控计算机，供控制算法使用。
本实用新型控制系统可以实现双足机器人步行机构各个关节的精确控制，从而实现较多的仿人动作，主要基本动作包括：前行、后行、转弯、下蹲/站起、上楼梯及上斜坡等。
以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (4)

1.一种双足机器人步行机构控制系统，其所控制的部件包括一个十二自由度的双足机器人步行机构，该双足机器人包括躯干和步行机构，步行机构包括臀部、左右大腿、左右小腿和左右足以及连接各部分的十二个关节，其特征在于：所述控制系统，包括主控计算机、步态规划计算机、CAN网络、力传感器、姿态传感器、CAN接口卡、数据采集卡、12个关节控制器和12个限位开关；其中，
CAN接口卡和数据采集卡均安装于主控计算机的PCI插槽中；
所述的步态规划计算机通过网线与主控计算机通讯连接；
所述的姿态传感器通过RS232串口与主控计算机通讯连接；
所述的力传感器与数据采集卡电信相连；
所述的12个关节控制器均连接在CAN网络上，主控计算机通过CAN接口卡连接在CAN网络上；以及
所述的12个限位开关通过电缆分别与相应的关节控制器电信相连。
2.如权利要求1所述的双足机器人步行机构控制系统，其特征在于：所述的主控计算机安置于双足机器人的躯干中。
3.如权利要求1所述的双足机器人步行机构控制系统，其特征在于：所述的姿态传感器安装于双足机器人的躯干正中的位置。
4.如权利要求1所述的双足机器人步行机构控制系统，其特征在于：所述的力传感器安装在双足机器人步行机构的足底。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102081373B (zh) * 2009-11-27 2012-06-27 上海电气集团股份有限公司 一种用于轧辊磨床的数控系统及其控制方法
CN102799124A (zh) * 2012-08-22 2012-11-28 中科宇博（北京）文化有限公司 仿生机械恐龙的控制系统
WO2017181319A1 (zh) * 2016-04-18 2017-10-26 江南大学 基于粒子群优化和强化学习算法的仿生双足机器人动态行走控制系统

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