一种仿人机器人步态实时控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种仿人机器人步态实时控制系统，包括机器人本体、角度传感器和力矩传感器，所述角度传感器和力矩传感器均电性连接CPU，且CPU安装在机器人本体的内部，所述CPU分别电性连接存储器和电机，所述电机安装在脚踝处，所述机器人本体内设有蓄电池，所述蓄电池为角度传感器、力矩传感器、电机和CPU供电。该仿人机器人步态实时控制系统，首先CPU根据稳定性确定当前的步态参数，然后电机开始工作，机器人开始行走，CPU再根据各关节处角度传感器传过来的数据以及力矩传感器传过来的数据，进行逆解计算，得出各关节的运动轨迹，得出实际的ZMP，并与存储器内设定的ZMP进行比较，得出差值以后通过电机调整步伐，从而进行实时监控和自我对比调整。
【专利说明】
一种仿人机器人步态实时控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及机器人步态控制技术领域，具体为一种仿人机器人步态实时控制系统。
【背景技术】
[0002]通过规划好髋部中心相对于左脚末端的轨迹和右脚末端相对于髋部中心的轨迹，即可计算出下肢各个关节角对应的位置轨迹，从而得到仿人机器人的步态规划。如果机器人按照已规划的步态行走，就确定出一条ZMP轨迹。但是，由于外界环境变化等于扰，可能导致机器人实际运动过程中，实际ZMP与规划的ZMP轨迹偏离较大，甚至出现实际ZMP位于稳定域以外的情况。因此，在仿人机器人的实际行走过程中，需要通过安装在脚踝的六维力/力矩传感器进行实时检测，采用稳定性分析，判断实际ZMP位置是否满足稳定步行的要求。如果检测结果不能满足稳定性要求，则需要对已规划的髋部轨迹进行修难，从而调整下肢各个关节的角度输出，这就是步态的实时控制。市场上的机器人很只是按设定的模式走，而没有自我的实时监控和对比分析，为此，我们设计一种仿人机器人步态实时控制系统。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种仿人机器人步态实时控制系统，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种仿人机器人步态实时控制系统，包括机器人本体、角度传感器和力矩传感器，所述角度传感器安装在机器人本体的关节处，所述力矩传感器安装在机器人脚踝关节以下且靠近脚掌的位置，所述角度传感器和力矩传感器均电性连接CPU，且CPU安装在机器人本体的内部，所述CPU分别电性连接存储器和电机，所述电机安装在脚踝处，所述机器人本体内设有蓄电池，所述蓄电池为角度传感器、力矩传感器、电机和CPU供电。
[0005]优选的，所述力矩传感器为六维力/力矩传感器。
[0006]优选的，所述机器人本体的关节设有多处，且关节处均安装有角度传感器。
[0007]优选的，所述电机的转轴上设有位移传感器，且该位移传感器电性连接CPU。
[0008]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:该仿人机器人步态实时控制系统，首先CHJ根据稳定性确定当前的步态参数，然后电机开始工作，机器人开始行走，CPU再根据各关节处角度传感器传过来的数据以及力矩传感器传过来的数据，进行逆解计算，得出各关节的运动轨迹，得出实际的ZMP，并与存储器内设定的ZMP进行比较，得出差值以后通过电机调整步伐，从而进行实时监控和自我对比调整。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型结构不意图；
[0010]图2为本实用新型的步态实时控制结构图；[0011 ]图3为本实用新型的步态实时控制流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0013]请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案:一种仿人机器人步态实时控制系统，包括机器人本体、角度传感器和力矩传感器，所述力矩传感器为六维力/力矩传感器，所述角度传感器安装在机器人本体的关节处，所述机器人本体的关节设有多处，且关节处均安装有角度传感器，所述力矩传感器安装在机器人脚踝关节以下且靠近脚掌的位置，所述角度传感器和力矩传感器均电性连接CPU，且CPU安装在机器人本体的内部，所述CPU分别电性连接存储器和电机，所述电机安装在脚踝处，所述电机的转轴上设有位移传感器，且该位移传感器电性连接CPU，所述机器人本体内设有蓄电池，所述蓄电池为角度传感器、力矩传感器、电机和CPU供电。
[0014]该仿人机器人步态实时控制系统，首先CPU根据稳定性确定当前的步态参数，然后电机开始工作，机器人开始行走，CPU再根据各关节处角度传感器传过来的数据以及力矩传感器传过来的数据，进行逆解计算，得出各关节的运动轨迹，得出实际的ZMP，并与存储器内设定的ZMP进行比较，得出差值以后通过电机调整步伐，从而进行实时监控和自我对比调整。
[0015]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种仿人机器人步态实时控制系统，包括机器人本体、角度传感器和力矩传感器，其特征在于:所述角度传感器安装在机器人本体的关节处，所述力矩传感器安装在机器人脚踝关节以下且靠近脚掌的位置，所述角度传感器和力矩传感器均电性连接CPU，且CPU安装在机器人本体的内部，所述CPU分别电性连接存储器和电机，所述电机安装在脚踝处，所述机器人本体内设有蓄电池，所述蓄电池为角度传感器、力矩传感器、电机和CPU供电。2.根据权利要求1所述的一种仿人机器人步态实时控制系统，其特征在于:所述力矩传感器为六维力/力矩传感器。3.根据权利要求1所述的一种仿人机器人步态实时控制系统，其特征在于:所述机器人本体的关节设有多处，且关节处均安装有角度传感器。4.根据权利要求1所述的一种仿人机器人步态实时控制系统，其特征在于:所述电机的转轴上设有位移传感器，且该位移传感器电性连接CPU。
【文档编号】G05D1/02GK205721372SQ201620593655
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】王超
【申请人】淮安信息职业技术学院