[发明专利]一种多关节仿生机器人控制系统

说明书

本发明公开一种多关节仿生机器人控制系统包括：上位机、仿真器、USB转串口设备、主控制板、电机驱动板、驱动元件、电位器式传感器；所述电位器式传感器设置于仿生机器人关节处，用于采集仿生机器人的关节角度数据；所述主控制板用于将各个关节预期的轨迹曲线进行离散化处理，得到各个关节的N个离散角度坐标，并将离散角度坐标转换为脉冲信号发送给电机驱动板；主控制板还用于接收采集到的关节角度数据并传输给上位机，通过仿真器对主控制板进行调试，通过USB转串口设备完成与主控制板的数据交互；电机驱动板用于驱动所述驱动元件；驱动元件用于驱动仿生机器人运动。本发明中的上述系统能够实现对多关节机器人各关节转动角度的精确控制。

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种多关节仿生机器人控制系统。

背景技术

随着机器人技术的进一步发展，人们开始研究自然中生物的行为模式、身体结构。仿生机器人控制系统就是通过观察、模仿、复制等一系列步骤来重现全部或部分生物系统的功能、工作原理及控制机制的一种控制系统。

为简化控制方法，仿生机器人普遍采用舵机作为驱动元件，此类基于舵机的控制系统会导致机器人出现各关节速度不可控、足端运动轨迹不圆滑等问题。此外，固定的运动速度使得此类仿生机器人无法根据实际需要及时调整自身运动速度。因此，有必要提供一种多关节仿生机器人控制系统，以步进电机作为驱动元件，可以通过改变脉冲频率来实现机器人各关节转速的实时调整，还可以通过电位器传感器来实时收集机器人关节角度数据，以此实现仿生机器人各关节的角度补偿、姿态复位等功能，最终达到精确控制机器人运动的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种多关节仿生机器人控制系统，实现机器人各关节转速的实时调整、角度补偿、姿态复位，最终达到精确控制机器人运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多关节仿生机器人控制系统，其特征在于，所述系统包括：上位机、仿真器、USB转串口设备、主控制板、电机驱动板、驱动元件、电位器式传感器；

所述电位器式传感器设置于仿生机器人的关节上，用于采集所述仿生机器人的关节角度数据；

所述主控制板用于将各个关节预期的轨迹曲线进行离散化处理，得到各个关节的N个离散的角度数据，并将各个关节的N个离散的角度坐标数据转换为对应的N组脉冲信号并依次发送给电机驱动板；其次，主控制板用于接收所述电位器式传感器采集到的实际关节角度数据并通过主控制板的蓝牙模块将其传输给上位机；

所述上位机接收所述的实际关节角度数据，通过仿真器对所述主控制板进行调试，并通过USB转串口设备完成与主控制板的数据交互；

所述电机驱动板用于驱动所述驱动元件；

所述驱动元件用于驱动所述仿生机器人运动；

所述上位机与所述仿真器以及USB转串口设备双向连接，所述仿真器以及USB转串口设备还与所述主控制板双向连接，所述主控制板与所述电机驱动板连接，所述电机驱动板还与所述驱动元件连接，所述驱动元件还与所述电位器式传感器连接，所述电位器式传感器还与所述主控制板连接；

所述主控制板包括电源模块、复位模块、信号调理模块、蓝牙模块、主芯片模块、调试及串口接口模块；所述电源模块分别与所述复位模块、所述信号调理模块、所述蓝牙模块、所述主芯片模块、所述调试及串口接口模块连接，所述复位模块、所述信号调理模块、所述蓝牙模块、所述调试及串口接口模块均与所述主芯片模块连接。

可选的，所述电源模块具体包括：第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块；

所述第一电源模块用于生成VDD5V稳压电源，所述第二电源模块用于生成VDD3V3稳压电源，所述第三电源模块用于生成AVDD3V3稳压电源；