[发明专利]一种机器人腿部拉线结构的控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能机器人控制领域，特别是涉及一种机器人腿部拉线结构的控制系统。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副(转动副或移动副)常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部(夹持器或末端执行器)和行走部(对于移动机器人)等。

驱动装置是驱使执行机构运动的机构，按照控制系统发出的指令信号，借助于动力元件使机器人进行动作。它输入的是电信号，输出的是线、角位移量，但是在驱动装置工作之前，腿部比较难控制，腿部的运行幅度比较难撑握，而且动作比较大，所以机器人腿部的拉线结构控制尤为重要，而目前的控制系统灵活性较差，存在着不足，不能满足发展的需求。

发明内容

针对现有的存在的不足，影响实际的使用，本发明提出一种机器人腿部拉线结构的控制系统，设计新颖，提升机器人腿部运行的灵活性，而且控制系统操作简单，利于操控，实用性能优。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种机器人腿部拉线结构的控制系统，包括机器人的腿部关节，腿部关机包含有大腿关节和小腿关节，大腿关节和小腿关节之间设置有膝盖转轴，大腿关节、小腿关节、膝盖转轴的内部通过拉线进行贯穿，拉线的一端安装有反馈调整控制器，拉线的另一端设置有运行幅度传感器，小腿关机的底部设置有脚掌，脚掌的底部设置有重力传感器，反馈调整控制器、运行幅度传感器、重力传感器均通过信号传输控制器连接单片控制器，单片控制器的内部设置有协调关节翻转的电机控制感应器，电机控制感应器的一端设置有驱动电路，电机控制感应器的另一端设置有关节运行编码器。

进一步，所述的重力传感器的调理电路串联两级反向放大电路，两级反向电路并联有钳位电路，钳位电路为双二极管钳位电路。

在本发明所述的单片控制器采用DSP芯片，单片控制器接收光电编码器和关节角度传感器的反馈信号，采用模糊自适应PID控制方法，输出控制指令到电机驱动电路，对关节电机进行精确控制。

进一步，所述的拉线的表面均匀排布有转角控制器。

在本发明所述的单片控制器包括主控模块、蓝牙模块、客户端模块、电机驱动模块、电源模块，主控模块通过蓝牙模块与客户端模块双向通讯连接，主控模块信号输出端与电机驱动模块信号输入端连接。

进一步，所述的运行编码器为与关节电机同轴安装的光电编码器。

本发明的有益效果是：结构简单，机器人腿部的关节均由电机单独控制，通过拉线连接在一起，提升关节电机的运行速度，机器人的位置和关节角度信息均可以在该控制器中进行运算，运算速度快，提升机器人腿部运行的灵活性，设计新颖，是一种很好的创新方案。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1为本发明的结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，一种机器人腿部拉线结构的控制系统，包括机器人的腿部关节，腿部关机包含有大腿关节和小腿关节，大腿关节和小腿关节之间设置有膝盖转轴，大腿关节、小腿关节、膝盖转轴的内部通过拉线进行贯穿，拉线的一端安装有反馈调整控制器120，拉线的另一端设置有运行幅度传感器110，小腿关机的底部设置有脚掌，脚掌的底部设置有重力传感器130，反馈调整控制器120、运行幅度传感器110、重力传感器130均通过信号传输控制器连接单片控制器100，单片控制器100的内部设置有协调关节翻转的电机控制感应器140，电机控制感应器140的一端设置有驱动电路150，电机控制感应器140的另一端设置有关节运行编码器160。