[發明專利]一種高負載機器人控制系統

在審

• 申請號: 201410622919.4
• 申請日: 2014-11-08
• 公開（公告）號: CN105620573A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 趙儉
• 申請（專利權）人: 趙儉
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電學技術領域，尤其涉及一種機器人控制系統。

背景技術

機器人是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作，例如生產業、建筑業，或是危險的工作。

隨著科學技術快速地發展，越來越多的生產企業使用工業機器人來替代人類完成一些重復、繁重、危險的體力勞動。目前，我國火電發電占總發電量的80%左右，而火電發電主要依靠燃燒傳統的煤炭實現。但是由于煤炭是不可再生資源，而且燃燒煤炭會給環境帶來很大的污染，所以我國急需利用清潔能源進行發電。其中核電是高能量密度的能源；輸出功率穩定高效，是比較清潔、低碳、環境友好的能源，因此我國目前在大力加快核電站建設。核電雖然有如此多的優點，但也不可避免的帶來一些隱患。2011年的福島核事故給人們敲響了警鐘。一旦發生核事故，需要救援人員進入事故現場處理核燃料，以免發生二次事故，但是由于核燃料的高放射性，即使人們身著抗輻射材料，也只能在事故現場停留不到一分鐘，極大的限制了救援任務。因此，考慮用機器人進行救援成了不二之選。由于四足機器人相較雙足機器人具有更大的載荷，清理災害現場有很大的優勢，所以一般選用四足機器人作為救災機器人。但是現有的四足機器人運動遲緩，在高負載情況下不夠靈活，另外成本較高，容易出現故障。

發明內容

本發明就是針對上述問題，提供行動靈活、成本降低且故障率低的一種高負載機器人控制系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括計算機控制臺、液壓缸運動規劃模塊、足尖軌跡規劃模塊、伺服控制器、電源、電鍍閥、液壓缸、傳感器，其特征在于：所述的私服控制器包括控制算法模塊和放大器模塊，計算機控制臺通過無線網絡與液壓缸于東規劃模塊和足尖軌跡規劃模塊組成的在線計算機相互進行信號交換；液壓缸運動規劃模塊連接伺服控制器的控制算法模塊，控制算法模塊通過放大器連接電鍍閥，電鍍閥連接電源和液壓缸，液壓缸連接傳感器。

作為另一種優選方案，所述的計算機控制臺由三臺PC機構成。

本發明有益效果。

本發明機器人的腿是平行四邊形機構，這種對稱的設計能夠使機器人的腿具有更好的動態平衡性能和更大的工作空間。把這兩個液壓缸并排放在腿的上部提升了機器人的平衡，同時也減小了機器人行走時腿的慣性。使機器人的行動靈活、成本降低且故障率低。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步說明。本發明保護范圍不僅局限于以下內容的表述。

圖1是本發明原理框圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明包括計算機控制臺、液壓缸運動規劃模塊、足尖軌跡規劃模塊、伺服控制器、電源、電鍍閥、液壓缸、傳感器，其特征在于：所述的私服控制器包括控制算法模塊和放大器模塊，計算機控制臺通過無線網絡與液壓缸于東規劃模塊和足尖軌跡規劃模塊組成的在線計算機相互進行信號交換；液壓缸運動規劃模塊連接伺服控制器的控制算法模塊，控制算法模塊通過放大器連接電鍍閥，電鍍閥連接電源和液壓缸，液壓缸連接傳感器。

作為另一種優選方案，所述的計算機控制臺由三臺PC機構成。

所有的液壓缸都由電機驅動，通過PID來控制電鍍閥的開合來調節液壓缸中液壓油的流動。液壓缸通過特殊的設計，可以利用機械反饋來精確的控制液壓缸的位置。所有的控制器和液壓執行器都通過無線的方式連接到外部的計算機控制臺，可以實時對他們進行控制。機器人安裝有陀螺儀和加速度傳感器，可以實時測量出機器人的位姿。機器人的步態分為靜態步態和動態步態。靜態步態主要是爬行步態，這種情況下機器人的重心投影總是落在由支撐腿組成的多邊形中。動態步態包括對角，騮蹄和疾馳步態，這種情況下重心投影不需要一定落在由支撐腿組成的多邊形中，只要維持動態平衡即可。在設計機器人的足尖軌跡的時候，需要考慮兩個因素。第一是機器人的腳落地的時候不能造成很大沖擊；第二是機器人的足尖軌跡應該盡可能的和四足動物的軌跡相似。設T是機器人一個運動周期的時間，可以看出一個腳的移動只需要0.15T的時間。為了使機器人有更高的穩定性，我們設計的足尖軌跡必須滿足下列條件：機器人的足尖軌跡必須連續；當腳離地和落地的時候，腳尖的速度和加速度必須為0。所以我們使用Bezier曲線來設計腳的軌跡，它可以很好的滿足我們提出的要求。