[發(fā)明專利]分布式仿人機(jī)器人通用控制系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910054322.3
• 申請(qǐng)日: 2009-07-02
• 公開（公告）號(hào): CN101592951A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇劍波;楊斌;劉成剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;H04L12/28;G06F9/44
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所
• 代理人: 毛翠瑩

1.一種分布式仿人機(jī)器人通用控制系統(tǒng)，由主控層、協(xié)調(diào)執(zhí)行層和通信層構(gòu)成，其特征在于采用雙主機(jī)的主控層結(jié)構(gòu)和基于智能體的協(xié)調(diào)執(zhí)行層結(jié)構(gòu)；

所述主控層由兩臺(tái)主控計(jì)算機(jī)組成，一臺(tái)工作于實(shí)時(shí)系統(tǒng)下，完成機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃與行走控制；另一臺(tái)工作于Windows系統(tǒng)下，進(jìn)行機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的調(diào)試、電機(jī)發(fā)送信號(hào)的檢查、傳感信息的獲得以及用于例外情況的緊急處理；

所述協(xié)調(diào)執(zhí)行層由若干個(gè)獨(dú)立的智能體構(gòu)成，負(fù)責(zé)仿人機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服控制；每個(gè)智能體由1個(gè)關(guān)節(jié)控制器、若干個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路和相應(yīng)的光電信號(hào)處理器構(gòu)成；關(guān)節(jié)控制器向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送信號(hào)，再由驅(qū)動(dòng)電路控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)，光電信號(hào)處理器接7收光電編碼器信號(hào)，再將光電編碼器信號(hào)傳回關(guān)節(jié)控制器；

所述通信層采用CAN總線實(shí)現(xiàn)主控層和協(xié)調(diào)執(zhí)行層之間信息的傳輸；主控計(jì)算機(jī)將控制指令打包為CAN數(shù)據(jù)包后，通過(guò)CAN接口卡將數(shù)據(jù)放入通信層，然后通過(guò)CAN總線傳送至協(xié)調(diào)執(zhí)行層的各個(gè)智能體，由智能體進(jìn)行數(shù)據(jù)接收并對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制；同時(shí)智能體接收到的光電編碼器信號(hào)再由CAN總線傳回主控計(jì)算機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的分布式的仿人機(jī)器人通用控制系統(tǒng)，其特征在于工作于Windows系統(tǒng)下的主控計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)分為表示層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層；表示層作為仿人機(jī)器人人機(jī)交互界面，由用戶設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)和運(yùn)行模式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)仿人機(jī)器人當(dāng)前的狀態(tài)，提供環(huán)境信息的動(dòng)態(tài)顯示功能；表示層接收用戶操作之后，將用戶指令放入業(yè)務(wù)層，由業(yè)務(wù)層對(duì)命令進(jìn)行解釋，然后轉(zhuǎn)化為具體任務(wù)實(shí)現(xiàn)；業(yè)務(wù)層將接收到的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為用戶可見(jiàn)的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的分布式的仿人機(jī)器人通用控制系統(tǒng)，其特征在于工作于實(shí)時(shí)系統(tǒng)下的主控計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)由用戶操作模塊、仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊以及CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊組成；用戶操作模塊為非實(shí)時(shí)任務(wù)模塊，負(fù)責(zé)用戶界面、用戶消息接收；CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊和仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊構(gòu)成實(shí)時(shí)任務(wù)模塊；CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊提供應(yīng)用程序與CAN總線設(shè)備的接口，實(shí)現(xiàn)基本的CAN數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收功能；仿人機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制模塊實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)發(fā)送、傳感數(shù)據(jù)接收、控制算法實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)調(diào)用CAN設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊的接口函數(shù)實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議棧。