專利名稱：一種雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種機(jī)器人控制系統(tǒng)，尤其涉及一種雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu) 控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，雙足機(jī)器人已經(jīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛興趣，并取得了很大的 成果，特別在模擬人的各種動作、與人協(xié)作、語言交流等方面取得了重大突破。 現(xiàn)有技術(shù)中，要使雙足機(jī)器人能模擬出更多的人的動作，就需要增加自由度， 由此增加了設(shè)計難度和成本以及制作成本，因此，在配置盡可能少的自由度的 情況下實現(xiàn)盡可能多的仿人動作是現(xiàn)今雙足機(jī)器人設(shè)計及制造中急需解決的 問題之一。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的，就是為了解決上述問題而提供一種雙足機(jī)器人步行機(jī) 構(gòu)控制系統(tǒng)。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的同權(quán)利要求
本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下的優(yōu)點和特點-
1、 可以實現(xiàn)雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)各個關(guān)節(jié)的精確控制；
2、 可以實現(xiàn)較多的仿人動作，主要基本動作包括前行、后行、轉(zhuǎn)彎、 下蹲/站起、上樓梯及上斜坡等。


圖1是本實用新型雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見圖1，圖1是本實用新型雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 本實用新型雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其所控制的部件包括一個十二自由 度的雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)，該雙足機(jī)器人包括軀干和步行機(jī)構(gòu)，步行機(jī)構(gòu)包括 臀部、左右大腿、左右小腿和左右足以及連接各部分的十二個關(guān)節(jié)，其特征在 于所述控制系統(tǒng)，包括主控計算機(jī)l、步態(tài)規(guī)劃計算機(jī)2、 CAN網(wǎng)絡(luò)7、力 傳感器5、姿態(tài)傳感器3、 CAN接口卡6、數(shù)據(jù)采集卡4、十二個關(guān)節(jié)控制器8 和十二個限位開關(guān)9;其中，
CAN接口卡6和數(shù)據(jù)采集卡4均安裝于主控計算機(jī)1的PCI插槽中； 所述的步態(tài)規(guī)劃計算機(jī)2通過網(wǎng)線與主控計算機(jī)1通訊連接； 所述的姿態(tài)傳感器3通過RS232串口與主控計算機(jī)1通訊連接； 所述的力傳感器5與數(shù)據(jù)采集卡4電信相連；
所述的12個關(guān)節(jié)控制器8均連接在CAN網(wǎng)絡(luò)7上，主控計算機(jī)通過CAN 接口卡6連接在CAN網(wǎng)絡(luò)7上；
所述的12個限位開關(guān)9通過電纜分別與相應(yīng)的關(guān)節(jié)控制器電信相連。
所述的主控計算機(jī)1安置于雙足機(jī)器人的軀干中。
所述的姿態(tài)傳感器3安裝于雙足機(jī)器人的軀干正中的位置。
所述的力傳感器5安裝在雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)的足底。
主控計算機(jī)主要負(fù)責(zé)完成機(jī)器人的數(shù)據(jù)采集與發(fā)送、上層控制算法以及人 機(jī)交互功能。主控計算機(jī)根據(jù)采集到的信息，經(jīng)過控制算法的運(yùn)算后，得到下 一個控制周期各個節(jié)點的位置，再通過CAN網(wǎng)絡(luò)下發(fā)給各個關(guān)節(jié)控制器。
關(guān)節(jié)控制器負(fù)責(zé)機(jī)器人每個關(guān)節(jié)的運(yùn)動控制，實現(xiàn)了電機(jī)控制的速度環(huán)、 位置環(huán)和電流環(huán)，確保了單關(guān)節(jié)運(yùn)動控制的精度和良好的動態(tài)性能。關(guān)節(jié)控制 器通過接收主控計算機(jī)下發(fā)下來的CAN數(shù)據(jù)，控制關(guān)節(jié)電機(jī)下一個時刻運(yùn)行 到的位置，同時關(guān)節(jié)控制器會周期性的通過連接在電機(jī)尾部的編碼器采集每個 關(guān)節(jié)的實際位置信息，發(fā)送給主控計算機(jī)，供控制算法使用。
本實用新型控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)各個關(guān)節(jié)的精確控制， 從而實現(xiàn)較多的仿人動作，主要基本動作包括前行、后行、轉(zhuǎn)彎、下蹲/站起、 上樓梯及上斜坡等。
以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關(guān)技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出 各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實用新型的范疇，應(yīng) 由各權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求1. 一種雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其所控制的部件包括一個十二自由度的雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)，該雙足機(jī)器人包括軀干和步行機(jī)構(gòu)，步行機(jī)構(gòu)包括臀部、左右大腿、左右小腿和左右足以及連接各部分的十二個關(guān)節(jié)，其特征在于所述控制系統(tǒng)，包括主控計算機(jī)、步態(tài)規(guī)劃計算機(jī)、CAN網(wǎng)絡(luò)、力傳感器、姿態(tài)傳感器、CAN接口卡、數(shù)據(jù)采集卡、12個關(guān)節(jié)控制器和12個限位開關(guān)；其中，CAN接口卡和數(shù)據(jù)采集卡均安裝于主控計算機(jī)的PCI插槽中；所述的步態(tài)規(guī)劃計算機(jī)通過網(wǎng)線與主控計算機(jī)通訊連接；所述的姿態(tài)傳感器通過RS232串口與主控計算機(jī)通訊連接；所述的力傳感器與數(shù)據(jù)采集卡電信相連；所述的12個關(guān)節(jié)控制器均連接在CAN網(wǎng)絡(luò)上，主控計算機(jī)通過CAN接口卡連接在CAN網(wǎng)絡(luò)上；以及所述的12個限位開關(guān)通過電纜分別與相應(yīng)的關(guān)節(jié)控制器電信相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于所 述的主控計算機(jī)安置于雙足機(jī)器人的軀干中。
3. 如權(quán)利要求1所述的雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的姿態(tài)傳感器安裝于雙足機(jī)器人的軀干正中的位置。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其特征在于所述的力傳感器安裝在雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)的足底。
專利摘要本實用新型涉及一種雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)，其所控制的部件包括一個十二自由度的雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)，該雙足機(jī)器人包括軀干和步行機(jī)構(gòu)，步行機(jī)構(gòu)包括臀部、左右大腿、左右小腿和左右足以及連接各部分的十二個關(guān)節(jié)，其特征在于所述控制系統(tǒng)，包括主控計算機(jī)、步態(tài)規(guī)劃計算機(jī)、CAN網(wǎng)絡(luò)、力傳感器、姿態(tài)傳感器、CAN接口卡、數(shù)據(jù)采集卡、12個關(guān)節(jié)控制器和12個限位開關(guān)。本實用新型可以實現(xiàn)雙足機(jī)器人步行機(jī)構(gòu)各個關(guān)節(jié)的精確控制；可以實現(xiàn)較多的仿人動作，主要基本動作包括前行、后行、轉(zhuǎn)彎、下蹲/站起、上樓梯及上斜坡等。
文檔編號G05B19/418GK201208992SQ20082011713
公開日2009年3月18日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者葉一枝, 建 李, 李慕君, 軍 楊, 王景川, 陳衛(wèi)東 申請人:上海電氣集團(tuán)股份有限公司;上海交通大學(xué)