一款基于ARM的多自由度人形教育机器人控制系统的设计
编者按: 摘要:针对以往教育机器人自由度少、控制不灵活、教育功能弱的缺点,使用高集成度ARM芯片设计了一个简洁的17自由度人形机器人控制系统。规划了机器人的软硬件结构,设计了控制电路和驱动系统,采用1个定时器产生17路PWM驱动信号。重点以实例讲解了波形产生及驱动函数的编写方法和技巧。设计的机器人能够完成整套体操运动。这种方法在多自由度机器人操控和教学中具有广泛的借鉴意义。 1 系统方案设计 人形机器人控制系统包括机器人控制器和机器人遥控器两部分。其中控制器以飞利浦公司的ARM7处理器为核心,包含1
函数定义:void ManMoveKeyframeToFrame(void)
{uint16 id,h,la1,la2,la3,ra1,ra2,ra3,ll1,ll2,ll3,ll4,ll5,rl1,rl2,rl3,rl4,rl5;uint8 t,k;/*帧号、舵机时间临时变量*/
for(id=0;id<=ID_Max-1;id++)//把所有的关键动作帧细分连接起来
{t=T_Key[id];/*每一帧的运行时间*/
for(k=1;k<=t;k++){ if(id==0) { h=(H[id])*(k)/t; … ; rl5=(RL5[id])*(k)/t; }/*将第1帧特殊处理*/
else{ h=(H[id]-H[id-1])*(k)/t; … ; rl5=(RL5[id]-RL5[id-1])*(k)/t; }/*细分时间*/
ManMoveFrame(H[id-1]+h,LA1[id-1]+la1,LA2[id-1]+la2, … ,RL5[id-1]+rl5,1);/*驱动运行*/}}}
3.6 机器人程序流程
机器人根据接收到的遥控命令自行判断并完成动作,工作流程如图5所示。因为人形机器人使用电池,工作比较耗电,所以在运动前要先检测工作电压,如果达到工作要求就接着工作,否则不执行动作并报警,工作电压不满足要求会造成机器人因动力不足而摔倒,接收到结束命令就停止运行,不再响应外部所发来的遥控命令,如果完成一个动作就恢复到立正站立状态[7]。
需要指出的是,在机器人运动时,程序对其外部的伺服器控制要进行分时分批控制,以减轻处理器功耗压力,达到可靠驱动的目的。
4 结论
按照机器人的运动体态完成运动数据的设计,经过测试,该控制系统可以完成包括前滚翻、后滚翻、俯卧撑在内的多种体操运动。课题组计划进一步封装函数,并设计可视化图形编程界面,以便可以在电脑上更加直观地生成运动数据,积木化编程,降低操作难度。
参考文献:
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[7] 李红岩,高阳东.基于LPC2131的RF遥控多关节蛇形机器人[J]. 自动化与仪表.2014(6):3-4
![](http://m.amcfsurvey.com/webstorage/images/2014/m/wx.png)
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