[發明專利]水陸兩棲全地形移動機器人控制系統

無效

• 申請號: 201310099138.7
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103197680A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 蒲華燕;馬書根;孫翊;王濤;高同躍;李敏;龔振邦
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/418
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種水陸兩棲全地形移動機器人控制系統,包括上位機(3)、主控制器(4)、視覺系統(5)、力覺系統(6)和運動生成系統(7),其特征在于：所述上位機(3)?的以太網接口與主控制器(4)的以太網接口以網線連接；所述主控制器(4)的PXI總線接口分別與視覺系統(5)的PXI總線接口、力覺系統(6)的PXI總線接口、運動生成系統(7)的PXI總線接口以PXI總線連接；所述視覺系統(5)安裝于兩棲機器人機身（120）的前部，所述力覺系統(6)安裝于兩棲機器人機身(120)與行走機構(100)的連接處，運動生成系統(7)中的浮力控制器(71)固結于兩棲機器人機身(120)上平面中，所述運動生成系統(7)中的三個電機分別聯接于兩棲機器人行走機構(100)的外輪(101)、太陽齒輪(1041)和中心齒輪(1042)的驅動軸。

2.根據權利要求1所述的水陸兩棲全地形移動機器人控制系統，其特征在于：所述上位機(2)采用通用工控機；所述主控制器(4)采用NI?PXI-8108實時嵌入式控制器；所述視覺系統(5)是一個圖像采集卡(51)連接一個高性能攝像頭(52)；所述力覺系統(6)是一個力傳感器數據采集卡(61)連接一個六維力傳感器(110)。

3.根據權利要求1、或2所述的水陸兩棲全地形移動機器人控制系統，其特征在于，所述圖像采集卡(51)采用NI?PXIe-1435接收器；高性能攝像頭(52)采用NI?1774智能攝像頭；所述力傳感器采集卡(61)采用NI?PXI-6123多通道模擬采集卡；所述力傳感器(62)采用ATI?DELTA?(SI-330-30)六維力傳感器。

4.根據權利要求1所述的水陸兩棲全地形移動機器人控制系統，其特征在于：所述運動生成系統(7)包括一個CAN總線控制器(70)、所述浮力控制器(71)和多個單模塊控制單元(72)；所述CAN總線控制器(70)采用NI?PXI?8531CAN總線接口卡，CAN總線控制器(70)的PXI總線接口連接于PXI總線上，CAN總線控制器(70)的CAN_H、CAN_L輸出端與浮力控制器(71)和單模塊控制單元(72)的CAN_H、CAN_L輸出端以雙絞電纜連接?。

5.根據權利要求1、或4所述的水陸兩棲全地形移動機器人控制系統，其特征在于，所述浮力控制器(71)由一個浮力控制微處理器(711)、一個微型氣泵(712)、一個電磁閥(713)、一個密封氣缸(714)和一個氣囊(715)組成；所述微型氣泵(712)和電磁閥(713)固結于密封氣缸(714)內部，微型氣泵(712)的氣體輸出端(7121)通過軟橡膠氣管與氣囊(715)的通氣口一(7151)連接，微型氣泵(712)的氣體輸入端(7122)懸空；電磁閥(713)的通氣閥門(7131)通過軟橡膠氣管與氣囊(715)的通氣口二(7152)連接；微型氣泵(712)和電磁閥(713)的電氣輸入接口與浮力控制微處理器(711)電連接；

所述浮力控制微處理器(711)采用STM32型ARM微處理器，微型氣泵(712)采用DSA-1-24型直流微型氣泵，電磁閥(713)采用VDM?10BA型電磁閥。

6.根據權利要求4所述的水陸兩棲全地形移動機器人控制系統，其特征在于：所述單模塊控制單元(72)包括外輪運動控制模塊(721)、中心輪運動控制模塊(722)和太陽輪運動控制模塊(723)。

所述外輪運動控制模塊(721)、中心輪運動控制模塊(722)和太陽輪運動控制模塊(723)?的結構完全相同，由運動控制器和所述電機組成。

所述運動控制器由微控制器(80)、全橋驅動電路(81)、霍爾電流傳感器(82)和光電編碼器(83)組成。霍爾電流傳感器(82)的兩個輸入端串接于所述電機的兩個輸入端，全橋驅動電路(81)的兩個輸出端與所述電機的輸入端連接，光電編碼器(83)的輸出軸與所述電機輸出軸固結。

所述微處理器(80)的一個模數轉換器(802)的輸入端與所述霍爾電流傳感器(82)的輸出端連接；所述微處理器(80)的一個計數器(803)的輸入端與所述光電編碼器(83)的輸出端連接；所述微處理器(80)中的一個PWM發生器(804)的輸出端與所述全橋驅動電路(81)的輸入端連接。

7.?根據權利要6所述的水陸兩棲全地形移動機器人控制系統，其特征在于所述微處理器(80)采用STM32型ARM微處理器；所述全橋驅動電路(81)采用LMS18200驅動芯片。