一种模块化嵌入式多足机器人运动控制器

摘要

本实用新型公开了一种模块化嵌入式多足机器人运动控制器，包括PC模块、机身控制模块和分别位于各条足上的足单元控制模块。PC模块用于识别机器人所处环境，确定机器人的下一步动作并将数据传送给机身控制模块。机身控制模块用于将该数据处理成为具体运动数据，再将数据通过机身总线分发到各足单元控制模块。本实用新型采用分层式控制方式，由数据运算层、机身控制层和关节控制层组成。数据运算层建立在PC机上，根据机器人的正逆运动学、动力学计算出机器人的步态数据。机身控制层以ARM处理器为控制核心。机身控制层有较大的存储空间，可存储机器人的步态数据，实现机器人的离线运动，也拥有与PC机的无缝联接接口，由PC机对机器人实现在线调试。

主权项

1.一种模块化嵌入式多足机器人运动控制器，其特征在于：该控制器包括PC模块(1)、机身控制模块(2)和分别位于各条足上的足单元控制模块(3)；其中，PC模块(1)包括操作软件模块(11)和第一通信模块(12)，操作软件模块(11)用于实现环境识别、路径规划和步态规划功能，并将计算出的数据传送给第一通信模块(12)；第一通信模块(12)具有处理机身总线数据的功能，将机身控制模块(2)与PC模块(1)通过USB总线连接；机身控制模块(2)包括第二PC通信模块(21)、状态显示模块(22)和机身控制器(23)；第二PC通信模块(21)用于与第一通信模块(12)通信，并将数据传送给机身控制器(23)；机身控制器(23)采用ARM处理器对数据进行处理后再将处理后的数据转发到各足单元控制器，机身控制器(23)的状态通过状态显示模块(22)予以显示；足单元控制模块(3)包括足单元控制器(30)、髋关节控制模块(31)、膝关节控制模块(32)、踝关节控制模块(33)和传感器模块(34)；足单元控制器(30)用于协调控制一条足内的三个关节的协调运动，并向机身控制模块(2)反馈整条足的运动状态；髋关节控制模块(31)、膝关节控制模块(32)、踝关节控制模块(33)结构相同，均由关节控制器和足关节电机构成；关节控制器根据机身控制模块(2)通过CAN_Bus传送的运动数据，采用单片机控制足关节电机进行预定的运动，通过足关节传动链将运动传递到关节机构本体，各关节的协调运动形成机器人的整体运动，再通过传感器模块(34)将关节的运动状态进行反馈，实现闭环控制。