一种六自由度咀嚼机器人的控制系统

摘要

一种六自由度咀嚼机器人的控制系统，所要解决的问题为，传统的点到点的3次多项式插值所需力矩大，所需设备体积较大的问题。由于机器人机械加工精度的因素,每个咀嚼机器人都存在个体差异和六个驱动杆对称性,很难得到一致的PID控制参数的问题。其采用以下方案：步骤1：规划咀嚼机器人的各分支杆的运动轨迹，通过切牙点的位置和位姿求出各驱动杆的伸缩，过路径点的3次多项式插值方法求出各驱动杆期望位置和速度；步骤2：根据各分支杆的运动轨迹对机器人的咀嚼过程进行控制，咀嚼过程包括张开、闭合、咬合三个阶段；在张开和闭合两个阶段，使用模糊控制，咬合阶段采用模糊PID控制。

主权项

一种六自由度咀嚼机器人的控制系统，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：规划咀嚼机器人的各分支杆的运动轨迹，通过切牙点的位置和位姿求出各驱动杆的伸缩，过路径点的3次多项式插值方法求出各驱动杆期望位置和速度；步骤2：根据各分支杆的运动轨迹对机器人的咀嚼过程进行控制，咀嚼过程包括张开、闭合、咬合三个阶段；在张开和闭合两个阶段，使用模糊控制，通过电机光编码器求解电机在张开闭合时的转速，在张开和闭合两个阶段，使用模糊控制，根据预设的张开闭合的电机的速度值，判断无刷直流电机转子转速，电机转子转速达到预设位置后，执行张开和闭合动作；咬合阶段采用模糊PID控制：以驱动杆给定位置和实际位置的偏差作为输入，利用PID控制器的参数当前值，经过运算产生位置环的速度输出，位置环的速度输出和前馈通道的速度输出，经过叠加后作为总的输出，用作电机的速度给定。