[發明專利]基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統

在審

• 申請號: 201711354122.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108098748A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 長沙志唯電子科技有限公司
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J9/16;B25J17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種蛇形機器人的控制信號傳輸領域，是一種基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統，該系統包括與蛇體關節數目相當個數的傳輸節點，每個傳輸節點包括一個信號管理模塊，一個舵機連接器件和兩個FFC連接器，FFC連接器將控制信號由主控單元傳輸到每個傳輸節點，通過信號管理模塊對信號進行管理對每節蛇體舵機所需信號進行選擇來控制舵機的運動。本發明中的傳輸節點具有簡單化、成本低、體積小、重量輕、便于安裝、可靠、靈活性好等優點，每個傳輸節點通過各自引出的FFC連接器由FFC軟排線相互并聯起來，能夠實時、穩定的傳輸信號，而且每個傳輸節點可以靈活方便的安裝在蛇形機器人的每個關節上，使蛇形機器人能夠靈活、自如的運動。

技術領域

本發明涉及多舵機蛇形機器人的控制信號傳輸領域，是一種基于蛇形機器人的各關節之間的信號傳輸系統。

背景技術

智能化的仿生機器人，尤其是蛇形機器人已被擁有廣泛用途的機器人。現在研制的大部分蛇形機器人都是由多個關節連接而成，實現復雜的三維運動和多種典型的運動模式。由于蛇形機器人的關節數目多，所以主控單元需要同時控制多個關節，并且相互沒有干涉，要簡單可靠的保證每個關節都能平穩、靈活、持久的運動是很困難的。

傳統的蛇形機器人的信號傳輸方式是CAN總線式。蛇形機器人信號傳輸有兩個最基本的要求：一是數據內容正確；二是實時傳輸。對這兩點，CAN總線中均有所涉及，但仍存在著不一致性、不可預測性、信道出錯堵塞等漏洞。這種CAN總線式傳輸方式是一種將各個分散的執行單元連接起來的傳輸方式，它存在一系列顯而易見的缺點：

第一，不一致性。CAN總線中有一個著名的Last-But-One-Bit錯誤。如果由于空間干擾、電源波動等原因，對于幀的倒數第二位，一部分節點A認為無錯，一部分節點B認為有錯，即出現了所謂的Byzantine錯誤。這時，根據EOF應該是7個隱性位，節點B認為這是一種形式錯誤，所以就會啟動錯誤幀，通知發送器重發，同時丟棄收到的幀。而認為沒錯的節點A由于只查到倒數第二位，因此就會接收此幀。如果在發送器例行的下一次發送前B通知的重發成功，A就會收到重復幀；如果重發不成功，B就丟了一幀。

第二，不可預測性。CAN總線將節點狀態分為ErrorActive、ErrorPassive和BusOff三種，這三種狀態在一定條件下可以互相轉換。不同狀態中節點的發送有不同的延遲。

第三，信道出錯堵塞。節點有可能受干擾或其它原因暫時或永久失效，出錯的主機會命令CAN收發器不斷發送消息，即所謂的BabblingIdiot錯誤。

控制單元多元化。主控單元通過CAN總線將各個分散的執行單元連接起來，每個執行單元都需要一個控制器來控制舵機的運動，而執行單元的個數與蛇體的關節數相同，這樣蛇形機器人的控制器的個數就多于蛇體關節數，造成了控制復雜化，控制單元多元化。

第四，生產成本高。由上述四控制單元多遠化，這就帶來了生產成本的大大增加。

發明內容

本發明的首要目的在于克服上述現有技術的缺陷與不足，提供一種簡單、成本低、體積小、便于拆裝、可靠、靈活性好的，可有效減弱因信號電壓變化造成的信號波動，使蛇形機器人可以穩定、靈活運動的蛇形機器人信號傳輸系統。

為了達到上述目的，本發明采用如下方案：

基于多舵機蛇形機器人的信號傳輸系統，該系統包括與蛇體關節數目相當個數的傳輸節點，每個傳輸節點可以選擇相應控制信號供舵機所用，并且通過從傳輸節點引出的FFC連接器可以相互并聯，形成信號傳輸系統。

具體地，所述每個傳輸節點包括一個信號管理模塊，一個舵機連接器和兩個FFC連接器，所述兩個FFC連接器的各個引腳相互并聯，形成傳輸系統，然后與信號管理模塊的信號控制端分別相連，管理與分配舵機的控制信號。