[发明专利]基于多舵机蛇形机器人的信号传输系统

说明书

本发明提供一种蛇形机器人的控制信号传输领域，是一种基于多舵机蛇形机器人的信号传输系统，该系统包括与蛇体关节数目相当个数的传输节点，每个传输节点包括一个信号管理模块，一个舵机连接器件和两个FFC连接器，FFC连接器将控制信号由主控单元传输到每个传输节点，通过信号管理模块对信号进行管理对每节蛇体舵机所需信号进行选择来控制舵机的运动。本发明中的传输节点具有简单化、成本低、体积小、重量轻、便于安装、可靠、灵活性好等优点，每个传输节点通过各自引出的FFC连接器由FFC软排线相互并联起来，能够实时、稳定的传输信号，而且每个传输节点可以灵活方便的安装在蛇形机器人的每个关节上，使蛇形机器人能够灵活、自如的运动。

技术领域

本发明涉及多舵机蛇形机器人的控制信号传输领域，是一种基于蛇形机器人的各关节之间的信号传输系统。

背景技术

智能化的仿生机器人，尤其是蛇形机器人已被拥有广泛用途的机器人。现在研制的大部分蛇形机器人都是由多个关节连接而成，实现复杂的三维运动和多种典型的运动模式。由于蛇形机器人的关节数目多，所以主控单元需要同时控制多个关节，并且相互没有干涉，要简单可靠的保证每个关节都能平稳、灵活、持久的运动是很困难的。

传统的蛇形机器人的信号传输方式是CAN总线式。蛇形机器人信号传输有两个最基本的要求：一是数据内容正确；二是实时传输。对这两点，CAN总线中均有所涉及，但仍存在着不一致性、不可预测性、信道出错堵塞等漏洞。这种CAN总线式传输方式是一种将各个分散的执行单元连接起来的传输方式，它存在一系列显而易见的缺点：

第一，不一致性。CAN总线中有一个著名的Last-But-One-Bit错误。如果由于空间干扰、电源波动等原因，对于帧的倒数第二位，一部分节点A认为无错，一部分节点B认为有错，即出现了所谓的Byzantine错误。这时，根据EOF应该是7个隐性位，节点B认为这是一种形式错误，所以就会启动错误帧，通知发送器重发，同时丢弃收到的帧。而认为没错的节点A由于只查到倒数第二位，因此就会接收此帧。如果在发送器例行的下一次发送前B通知的重发成功，A就会收到重复帧；如果重发不成功，B就丢了一帧。

第二，不可预测性。CAN总线将节点状态分为ErrorActive、ErrorPassive和BusOff三种，这三种状态在一定条件下可以互相转换。不同状态中节点的发送有不同的延迟。

第三，信道出错堵塞。节点有可能受干扰或其它原因暂时或永久失效，出错的主机会命令CAN收发器不断发送消息，即所谓的BabblingIdiot错误。

控制单元多元化。主控单元通过CAN总线将各个分散的执行单元连接起来，每个执行单元都需要一个控制器来控制舵机的运动，而执行单元的个数与蛇体的关节数相同，这样蛇形机器人的控制器的个数就多于蛇体关节数，造成了控制复杂化，控制单元多元化。

第四，生产成本高。由上述四控制单元多远化，这就带来了生产成本的大大增加。

发明内容

本发明的首要目的在于克服上述现有技术的缺陷与不足，提供一种简单、成本低、体积小、便于拆装、可靠、灵活性好的，可有效减弱因信号电压变化造成的信号波动，使蛇形机器人可以稳定、灵活运动的蛇形机器人信号传输系统。

为了达到上述目的，本发明采用如下方案：

基于多舵机蛇形机器人的信号传输系统，该系统包括与蛇体关节数目相当个数的传输节点，每个传输节点可以选择相应控制信号供舵机所用，并且通过从传输节点引出的FFC连接器可以相互并联，形成信号传输系统。

具体地，所述每个传输节点包括一个信号管理模块，一个舵机连接器和两个FFC连接器，所述两个FFC连接器的各个引脚相互并联，形成传输系统，然后与信号管理模块的信号控制端分别相连，管理与分配舵机的控制信号。