一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，包括機器人本體、角度傳感器和力矩傳感器，所述角度傳感器和力矩傳感器均電性連接CPU，且CPU安裝在機器人本體的內(nèi)部，所述CPU分別電性連接存儲器和電機，所述電機安裝在腳踝處，所述機器人本體內(nèi)設(shè)有蓄電池，所述蓄電池為角度傳感器、力矩傳感器、電機和CPU供電。該仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，首先CPU根據(jù)穩(wěn)定性確定當(dāng)前的步態(tài)參數(shù)，然后電機開始工作，機器人開始行走，CPU再根據(jù)各關(guān)節(jié)處角度傳感器傳過來的數(shù)據(jù)以及力矩傳感器傳過來的數(shù)據(jù)，進行逆解計算，得出各關(guān)節(jié)的運動軌跡，得出實際的ZMP，并與存儲器內(nèi)設(shè)定的ZMP進行比較，得出差值以后通過電機調(diào)整步伐，從而進行實時監(jiān)控和自我對比調(diào)整。
【專利說明】
一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及機器人步態(tài)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通過規(guī)劃好髖部中心相對于左腳末端的軌跡和右腳末端相對于髖部中心的軌跡，即可計算出下肢各個關(guān)節(jié)角對應(yīng)的位置軌跡，從而得到仿人機器人的步態(tài)規(guī)劃。如果機器人按照已規(guī)劃的步態(tài)行走，就確定出一條ZMP軌跡。但是，由于外界環(huán)境變化等于擾，可能導(dǎo)致機器人實際運動過程中，實際ZMP與規(guī)劃的ZMP軌跡偏離較大，甚至出現(xiàn)實際ZMP位于穩(wěn)定域以外的情況。因此，在仿人機器人的實際行走過程中，需要通過安裝在腳踝的六維力/力矩傳感器進行實時檢測，采用穩(wěn)定性分析，判斷實際ZMP位置是否滿足穩(wěn)定步行的要求。如果檢測結(jié)果不能滿足穩(wěn)定性要求，則需要對已規(guī)劃的髖部軌跡進行修難，從而調(diào)整下肢各個關(guān)節(jié)的角度輸出，這就是步態(tài)的實時控制。市場上的機器人很只是按設(shè)定的模式走，而沒有自我的實時監(jiān)控和對比分析，為此，我們設(shè)計一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，包括機器人本體、角度傳感器和力矩傳感器，所述角度傳感器安裝在機器人本體的關(guān)節(jié)處，所述力矩傳感器安裝在機器人腳踝關(guān)節(jié)以下且靠近腳掌的位置，所述角度傳感器和力矩傳感器均電性連接CPU，且CPU安裝在機器人本體的內(nèi)部，所述CPU分別電性連接存儲器和電機，所述電機安裝在腳踝處，所述機器人本體內(nèi)設(shè)有蓄電池，所述蓄電池為角度傳感器、力矩傳感器、電機和CPU供電。
[0005]優(yōu)選的，所述力矩傳感器為六維力/力矩傳感器。
[0006]優(yōu)選的，所述機器人本體的關(guān)節(jié)設(shè)有多處，且關(guān)節(jié)處均安裝有角度傳感器。
[0007]優(yōu)選的，所述電機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位移傳感器，且該位移傳感器電性連接CPU。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:該仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，首先CHJ根據(jù)穩(wěn)定性確定當(dāng)前的步態(tài)參數(shù)，然后電機開始工作，機器人開始行走，CPU再根據(jù)各關(guān)節(jié)處角度傳感器傳過來的數(shù)據(jù)以及力矩傳感器傳過來的數(shù)據(jù)，進行逆解計算，得出各關(guān)節(jié)的運動軌跡，得出實際的ZMP，并與存儲器內(nèi)設(shè)定的ZMP進行比較，得出差值以后通過電機調(diào)整步伐，從而進行實時監(jiān)控和自我對比調(diào)整。
【附圖說明】

[0009]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)不意圖；
[0010]圖2為本實用新型的步態(tài)實時控制結(jié)構(gòu)圖；[0011 ]圖3為本實用新型的步態(tài)實時控制流程圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]請參閱圖1-3，本實用新型提供一種技術(shù)方案:一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，包括機器人本體、角度傳感器和力矩傳感器，所述力矩傳感器為六維力/力矩傳感器，所述角度傳感器安裝在機器人本體的關(guān)節(jié)處，所述機器人本體的關(guān)節(jié)設(shè)有多處，且關(guān)節(jié)處均安裝有角度傳感器，所述力矩傳感器安裝在機器人腳踝關(guān)節(jié)以下且靠近腳掌的位置，所述角度傳感器和力矩傳感器均電性連接CPU，且CPU安裝在機器人本體的內(nèi)部，所述CPU分別電性連接存儲器和電機，所述電機安裝在腳踝處，所述電機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位移傳感器，且該位移傳感器電性連接CPU，所述機器人本體內(nèi)設(shè)有蓄電池，所述蓄電池為角度傳感器、力矩傳感器、電機和CPU供電。
[0014]該仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，首先CPU根據(jù)穩(wěn)定性確定當(dāng)前的步態(tài)參數(shù)，然后電機開始工作，機器人開始行走，CPU再根據(jù)各關(guān)節(jié)處角度傳感器傳過來的數(shù)據(jù)以及力矩傳感器傳過來的數(shù)據(jù)，進行逆解計算，得出各關(guān)節(jié)的運動軌跡，得出實際的ZMP，并與存儲器內(nèi)設(shè)定的ZMP進行比較，得出差值以后通過電機調(diào)整步伐，從而進行實時監(jiān)控和自我對比調(diào)整。
[0015]盡管已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本實用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項】
1.一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，包括機器人本體、角度傳感器和力矩傳感器，其特征在于:所述角度傳感器安裝在機器人本體的關(guān)節(jié)處，所述力矩傳感器安裝在機器人腳踝關(guān)節(jié)以下且靠近腳掌的位置，所述角度傳感器和力矩傳感器均電性連接CPU，且CPU安裝在機器人本體的內(nèi)部，所述CPU分別電性連接存儲器和電機，所述電機安裝在腳踝處，所述機器人本體內(nèi)設(shè)有蓄電池，所述蓄電池為角度傳感器、力矩傳感器、電機和CPU供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，其特征在于:所述力矩傳感器為六維力/力矩傳感器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，其特征在于:所述機器人本體的關(guān)節(jié)設(shè)有多處，且關(guān)節(jié)處均安裝有角度傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人機器人步態(tài)實時控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電機的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位移傳感器，且該位移傳感器電性連接CPU。
【文檔編號】G05D1/02GK205721372SQ201620593655
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】王超
【申請人】淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院