[发明专利]一种新的双足机器人行走控制装置及方法

说明书

本发明公开了一种新的双足机器人行走控制装置及方法，所述装置包括：语音传感器模块、加速度传感器模块、信号采集模块、核心控制器STM32模块、舵机控制器模块及液晶显示模块；所述方法包括：S1，语音传感器模块采集、识别语音信号并与之前存储语音指令进行匹配，发送特定指令；S2，核心控制器STM32模块接收、转换并发送相应指令；S3，舵机控制器模块根据接收的指令控制机器人执行相应动作；S4，加速度传感器模块对运动机器人进行角度测试；S5，核心控制器STM32模块对角度测试数据进行采集、分析与处理，将其发送至液晶显示模块及舵机控制器模块；S6，根据质心轨迹，舵机控制器模块及时调整舵机运行状态，保证平稳运行，并实时监控机器人姿态。

技术领域

本发明属于人机交互，涉及一种新的双足机器人行走控制装置及方法。

背景技术

科学技术的发展日新月异，近百年来发展起来的机器人如今已风靡全球，并渗透到各行各业，时刻影响着我们的生活。

机器人由于具有良好的市场发展前景和重大的科学研究利用价值，使得全世界的国家都在这一热门领域中投入了大量的人力、物力以及财力。我国作为世界上第一大机器人消费市场，对这一智能化领域十分重视。

双足机器人是机器人研究中的一个热门方向，它模仿人类的行走方式，通过对自身的双脚进行类似运动从而达到行走的目的。该种机器人标志着人们对机器人的无限热情与期待，智能化时代已经到来，人类的明天会更加美好。

目前，大部分的双足机器人可有多种运行状态，但基本上都是提前设置好按键所代表的运行功能，再通过按下机器人或自带遥控器上的按键，执行相应的动作；而且，双足机器人在运动时也经常会出现倾斜甚至摔倒的情况。这些问题都对双足机器人的推广产生了负面的影响。

申请公布号为CN105608309A的发明专利申请公开了“一种双足机器人步行规划和控制方法”，该方法通过建立机器人的等效模型，确定符合等效模型的相变图，根据人体步态行走公示确定单步水平运动轨迹的相变图，即计算单步速度与单步步长/周期的关系，根据单步的水平运动轨迹计算的落脚点，并将计算的落脚点位置可控地转化为各关节完成运动的所需角度。该发明简化了单步步长/周期的计算，很好地对单步末速度进行预测，便于落脚点的实时计算与调整，但其仅实现了步行的规划，功能较单一。

申请公布号为CN105269577A的发明专利申请公开了一种“仿人双足机器人步态切换控制系统及控制方法”，该控制系统包括多个柔顺控制器，所述柔顺控制器包括磁流变单元、长度调节单元和反馈回路单元。该步态切换方法将事先规划好的走路(跑步)的末状态和跑步(走路)的初状态插值成连续光滑可导的曲线，同时，在线反复优化计算步态切换瞬间关节的运动轨迹，通过控制柔顺控制器活塞的往复运动，改变机器人杆件的质心位置、速度和加速度，当机器人有向前倾倒的趋势时，使前腿伸长，后腿缩短，机器人质心调后；当机器人有向后倾倒的趋势时，使前腿缩短，后腿伸长，机器人质心调前，控制机器人的稳定性，实现机器人走路、跑步间的自由切换，但该发明没有语音识别功能，无法实现语音控制，交互不友好。

发明内容

本发明目的在于提供一种新的双足机器人行走控制装置及方法，以STM32控制器为核心，采用三轴加速度传感器检测行走过程的质心轨迹信息，通过信息反馈及时矫正行走姿态；结合语音传感器实现对特定语音的识别，从而控制双足机器人实现多种运行状态；多传感器数据融合技术的应用，有效地提高了整个系统的可靠性，保证了双足机器人平稳的运行姿态。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种新的双足机器人行走控制装置及方法，其中，所述装置包括：语音传感器模块、加速度传感器模块、信号采集模块、核心控制器STM32模块、舵机控制器模块及液晶显示模块；其中，所述语音传感器模块通过串口与核心控制器STM32模块相连；所述加速度传感器模块与信号采集模块相连；所述信号采集模块与核心控制器STM32模块相连；所述核心控制器STM32模块通过串口与舵机控制器模块相连；所述液晶显示模块与核心控制器STM32模块相连。