一种仿鱼游动机器人运动控制装置及方法

摘要

本发明为一种仿鱼游动机器人运动控制装置及方法，由尾部关节CPG单元和胸鳍CPG单元耦合而成的CPG模型，该模型由十个非线性振荡器构成，各个振荡器的激励门限值不尽相同。通过饱和函数调节各个振荡器的频率和幅值，协调CPG模型的输入激励信号，改变CPG网络的输出行为，控制机器人实现不同的运动模式。将这种控制方法最终在嵌入式微处理器中集成，能够在线实现仿鱼游动机器人的水下运动控制。

主权项

一种仿鱼游动机器人运动控制装置，包含仿鱼游动机器人的左胸鳍、右胸鳍和多个尾部摆动关节，左胸鳍、右胸鳍位于头部左右两侧，其特征在于：具有多个CPG单元，包括：左胸鳍CPG单元、右胸鳍CPG单元和多个关节CPG单元；CPG为中枢模式发生器；具有多个模块化仿鱼推进的关节JN构成机器人的尾部；具有一饱和函数单元接收外部输入激励信号在线计算处理生成各个CPG单元的控制信号；所述左胸鳍CPG单元和所述右胸鳍CPG单元分别固设于左胸鳍、右胸鳍上，所述左胸鳍CPG单元和右胸鳍CPG单元与饱和函数单元连接，在控制信号的控制下左胸鳍CPG单元和右胸鳍CPG单元控制左胸鳍和右胸鳍运动；所述多个关节JN依仿鱼游动机器人的纵轴方向及头部的一端顺序设置多个关节；并且多个关节JN间相互动连接，在每个关节上设有一个关节CPG单元，所有的关节CPG单元在控制信号的作用下产生机器人推进的鱼体波，实现仿鱼机器人的游动，其中N自然数；所述多个关节CPG单元分别与左胸鳍CPG单元和右胸鳍CPG单元之间连接，多个关节CPG单元向包括左胸鳍CPG单元和右胸鳍CPG单元的胸鳍CPG单元提供耦合权值和相位差，实现该关节的仿生控制。