[发明专利]仿生六足机器蟹控制系统

说明书

仿生六足机器蟹控制系统，属于多足机器蟹控制技术领域。本发明是为了解决机器蟹在海底复杂地形条件下自适应行走能力差的问题。包括：采用GPS定位模块采集六足机器蟹的定位信号；姿态传感器模块采集六足机器蟹的姿态角、角速度及加速度信号；视觉信息采集模块采集六足机器蟹行走过程中的视觉图像；机器蟹机体的六步行足和两尾翼足各关节通过舵机向执行机构传送控制指令并反馈相应的关节角度、关节速度及关节扭矩；控制单元对所有采集数据及预定行走路径进行处理，获得机器蟹每条步行足和尾翼足的期望运动轨迹，并计算获得步行足和尾翼足各关节的运动角度，再根据指令ID匹配传送给相应的舵机。本发明能够实现机器蟹在复杂地形条件下的自适应行走。

技术领域

本发明涉及仿生六足机器蟹控制系统，属于多足机器蟹控制技术领域。

背景技术

近年来，仿生六足机器蟹的相关研究快速发展。随着科学技术的提升，机器蟹控制系统的核心部分也得到了较快的发展，其控制系统也随之变的更加系统化、模块化，同时也对信息处理的实时性提出了较高的要求。

六足机器蟹基于海底复杂环境下的任务要求进行陆地模拟行走控制研究，为了完成复杂的任务，需要对崎岖不平的地面环境适应性行走，并实时对地面环境做出相应及时的反应动作，完成预定任务。

现有控制方法存在复杂地形条件下机器蟹自适应行走能力差，并且控制的实时性较差的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决机器蟹在海底复杂地形条件下自适应行走能力差的问题，提供了一种仿生六足机器蟹控制系统。

本发明所述仿生六足机器蟹控制系统，包括控制单元1、GPS定位模块2、姿态传感器模块3以及视觉信息采集模块4，

所述GPS定位模块2用于采集六足机器蟹的定位信号；

姿态传感器模块3用于采集六足机器蟹的姿态角、角速度及加速度信号；

视觉信息采集模块4用于采集六足机器蟹行走过程中的视觉图像；

机器蟹机体的六步行足和两尾翼足各关节通过舵机向执行机构传送控制指令并反馈相应的关节角度、关节速度及关节扭矩；

控制单元1根据所述定位信号、姿态角、角速度及加速度信号、视觉图像及相应的关节角度、关节速度及关节扭矩对机器蟹的运动状态进行解算，同时根据机器蟹的预定行走路径，计算机器蟹每条步行足和尾翼足的期望运动轨迹，并计算获得步行足和尾翼足各关节的运动角度，根据指令ID匹配传送给相应的舵机。

根据本发明所述的仿生六足机器蟹控制系统，所述控制单元1通过485总线与机器蟹机体各关节设置的舵机进行通信。

根据本发明所述的仿生六足机器蟹控制系统，所述控制单元1通过串口无线通讯模块与上位机进行无线通信，上位机用于向控制单元1发送机器蟹的预定行走路径。

根据本发明所述的仿生六足机器蟹控制系统，电源管理模块5，包括蓄电池组和双尾翼太阳能板，用于为所述控制系统和机器蟹机体供电。

根据本发明所述的仿生六足机器蟹控制系统，姿态传感器模块3采集的姿态角包括航向角，

所述航向角提供机器蟹的实时行走方向，将实时行走方向与预定行走路径相应位置的方向进行计算，获得按照预定行走路径行走需要修正的偏差，根据所述需要修正的偏差确定修正后相应步行足的末端点位置；根据所述末端点位置，控制机器蟹机体的六步行足按照三角步态行走，行走步态顺序为：