一種鏈節式多足機器人三總線控制系統設計方法與流程

2023-09-21 22:47:35 2

本發明涉及一種機器人設計方法，具體涉及一種鏈節式多足機器人三總線控制系統設計方法，屬於智能電子產品技術領域。

背景技術：

多自由度模塊化鏈節式多足機器人具有多組輪腿複合式足部結構及垂直雙鉸式腰部結構，能夠通過改變步態和身姿適應不同的行進要求和變化的地形條件，攀爬數倍於身高的障礙物；高度冗餘的特性以及特殊的結構控制任務異於其他機器人，以往類似的模塊化鏈節式機器人單體節自由度相對較低，針對這類機器人的控制方法有模仿神經系統的方法(包括中樞模式發生器、動態模糊神經網絡）、根據結構自身動力學特點的方法等，但這些算法多適用於控制機器人在平面內運動，應用於複雜地形時模型複雜，計算量大。

技術實現要素：

（一）要解決的技術問題

為解決上述問題，本發明提出了一種鏈節式多足機器人三總線控制系統設計方法，通過步態周期傳遞的控制模式和對應的三總線控制系統設計，使機器人具有良好的運動特性，能完成多種步態。

（二）技術方案

本發明的鏈節式多足機器人三總線控制系統設計方法，包括以下步驟：

第一步：脊神經總線的設計與分析，脊神經總線在傳遞指令模式下，傳遞機器人所有關節的開始、停止命令，並獲得體節反饋數據；在直接命令模式下，傳遞機器人各個關節的動作數據；

第二步：相鄰神經總線的設計與分析，相鄰神經總線連接機器人兩個相鄰體節，負責完成相鄰體節間的通信工作，傳遞指令模式下，進行指令的逐節傳遞，相鄰神經總線發送指令數據的周期一般是固定的，由心率總線決定；

第三步：心率總線的設計與分析，協調機器人各個體節的運動，使其動作協調一致，其功能通過時鐘中斷和外部中斷實現，總控制器設定一個固定周期的系統時鐘中斷，每當進入一次中斷，心率總線的電平翻轉一次，體節控制器檢測到電平翻轉後，就會進入外部中斷，在外部中斷中處理插值、傳遞數據等工作；

第四步：三總線的協調。

（三）有益效果

與現有技術相比，本發明的鏈節式多足機器人三總線控制系統設計方法，通過步態周期傳遞的控制模式和對應的三總線控制系統設計，使機器人具有良好的運動特性，能完成多種步態。

具體實施方式

一種鏈節式多足機器人三總線控制系統設計方法，包括以下步驟：

第一步：脊神經總線的設計與分析，脊神經總線在傳遞指令模式下，傳遞機器人所有關節的開始、停止命令，並獲得體節反饋數據；在直接命令模式下，傳遞機器人各個關節的動作數據；

第二步：相鄰神經總線的設計與分析，相鄰神經總線連接機器人兩個相鄰體節，負責完成相鄰體節間的通信工作，傳遞指令模式下，進行指令的逐節傳遞，相鄰神經總線發送指令數據的周期一般是固定的，由心率總線決定；

第三步：心率總線的設計與分析，協調機器人各個體節的運動，使其動作協調一致，其功能通過時鐘中斷和外部中斷實現，總控制器設定一個固定周期的系統時鐘中斷，每當進入一次中斷，心率總線的電平翻轉一次，體節控制器檢測到電平翻轉後，就會進入外部中斷，在外部中斷中處理插值、傳遞數據等工作；

第四步：三總線的協調。

上面所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的構思和範圍進行限定。在不脫離本發明設計構思的前提下，本領域普通人員對本發明的技術方案做出的各種變型和改進，均應落入到本發明的保護範圍，本發明請求保護的技術內容，已經全部記載在權利要求書中。