助力式机器人控制系统研究

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1、机械设计及理论专业优秀论文机械设计及理论专业优秀论文 助力式机器人控制系统研究助力式机器人控制系统研究关键词：助力式机器人关键词：助力式机器人 步态规划步态规划 单板计算机单板计算机 助力行走助力行走 总控系统总控系统摘要：助力式机器人系统的开发一直是机器人研究领域的重要分支，和其他仿 人机器人系统一样，助力式机器人系统同样也是多学科、多技术、多领域的集 成。目前的纯粹步行机器人虽然已经可以进行基本行走，但是还远远不能达到 人体行走的快速性、稳定性和协调性，在康复医学以及智能假肢的发展，以及 理论性的延伸的基础上，我们把助力式机器人引入进来，通过机器人与人的配 合达到助力行走的效果，不但借助了

2、人体的平衡性与协调性，而且又可以发挥 机器机构的动力性和准确性。 本文详细叙述了助力式机器人控制系统的设计 方法，对上位机总控部分控制器设计，机器人步态规划设计，节点信号采集系 统设计，以及机器人内部通讯系统设计都做了深入探讨。 机械结构方面采用 绑缚式机械结构与人体连接，并绘制出三维模型，对各个关节机械结构进行了 深入探讨，同时助力式机器人在可调性、材料选择等方面都做到了良好的人机 特性。 控制系统方面，上位机系统采用以研祥 EC5-1714CLDNA 单板计算机为 核心的总控系统，同时通过高级语言编程实现各个子系统的步态规划和协调控 制。各关节采用以 dsp 控制器为核心的控制策略以保证各

3、个子系统得以准确运 行，信号采集系统采用以 AT89C55WD 单片机为核心，同时配合高精密 AD 转换器 AD7703，以及高精密放大器 AD620 组成的自制信号采集模块，保证了数据采集 的精度和速度。 各个模块之间的通讯本文提出了基于 CAN 总线的通讯策略， 采用上位机 CAN 卡(PCI5110 系列)与 DSP CAN 接口、SJA1000 独立 CAN 控制器相 结合的 CAN 通讯系统，完成了从 CAN 硬件电路到 CAN 软件编程的各个模块设计， 保证了各个节点之间的高效准确的数据通信。 在控制方法方面，通过对人 体步行特性的研究，本文深入探讨了以基于三次插值以及足底压力补偿

4、的步态 曲线生成方法，并开发出基于图形界面的虚拟控制平台，同时在平衡方面采用 了基于 ZMP 的补偿控制，做到了稳定和准确控制方式。正文内容正文内容助力式机器人系统的开发一直是机器人研究领域的重要分支，和其他仿人 机器人系统一样，助力式机器人系统同样也是多学科、多技术、多领域的集成。 目前的纯粹步行机器人虽然已经可以进行基本行走，但是还远远不能达到人体 行走的快速性、稳定性和协调性，在康复医学以及智能假肢的发展，以及理论 性的延伸的基础上，我们把助力式机器人引入进来，通过机器人与人的配合达 到助力行走的效果，不但借助了人体的平衡性与协调性，而且又可以发挥机器 机构的动力性和准确性。 本文详细叙

5、述了助力式机器人控制系统的设计方法， 对上位机总控部分控制器设计，机器人步态规划设计，节点信号采集系统设计， 以及机器人内部通讯系统设计都做了深入探讨。 机械结构方面采用绑缚式机 械结构与人体连接，并绘制出三维模型，对各个关节机械结构进行了深入探讨， 同时助力式机器人在可调性、材料选择等方面都做到了良好的人机特性。 控 制系统方面，上位机系统采用以研祥 EC5-1714CLDNA 单板计算机为核心的总控 系统，同时通过高级语言编程实现各个子系统的步态规划和协调控制。各关节 采用以 dsp 控制器为核心的控制策略以保证各个子系统得以准确运行，信号采 集系统采用以 AT89C55WD 单片机为核心

6、，同时配合高精密 AD 转换器 AD7703， 以及高精密放大器 AD620 组成的自制信号采集模块，保证了数据采集的精度和 速度。 各个模块之间的通讯本文提出了基于 CAN 总线的通讯策略，采用上位 机 CAN 卡(PCI5110 系列)与 DSP CAN 接口、SJA1000 独立 CAN 控制器相结合的 CAN 通讯系统，完成了从 CAN 硬件电路到 CAN 软件编程的各个模块设计，保证 了各个节点之间的高效准确的数据通信。 在控制方法方面，通过对人体步 行特性的研究，本文深入探讨了以基于三次插值以及足底压力补偿的步态曲线 生成方法，并开发出基于图形界面的虚拟控制平台，同时在平衡方面采用

7、了基 于 ZMP 的补偿控制，做到了稳定和准确控制方式。 助力式机器人系统的开发一直是机器人研究领域的重要分支，和其他仿人机器 人系统一样，助力式机器人系统同样也是多学科、多技术、多领域的集成。目 前的纯粹步行机器人虽然已经可以进行基本行走，但是还远远不能达到人体行 走的快速性、稳定性和协调性，在康复医学以及智能假肢的发展，以及理论性 的延伸的基础上，我们把助力式机器人引入进来，通过机器人与人的配合达到 助力行走的效果，不但借助了人体的平衡性与协调性，而且又可以发挥机器机 构的动力性和准确性。 本文详细叙述了助力式机器人控制系统的设计方法， 对上位机总控部分控制器设计，机器人步态规划设计，节点

8、信号采集系统设计， 以及机器人内部通讯系统设计都做了深入探讨。 机械结构方面采用绑缚式机 械结构与人体连接，并绘制出三维模型，对各个关节机械结构进行了深入探讨， 同时助力式机器人在可调性、材料选择等方面都做到了良好的人机特性。 控 制系统方面，上位机系统采用以研祥 EC5-1714CLDNA 单板计算机为核心的总控 系统，同时通过高级语言编程实现各个子系统的步态规划和协调控制。各关节 采用以 dsp 控制器为核心的控制策略以保证各个子系统得以准确运行，信号采 集系统采用以 AT89C55WD 单片机为核心，同时配合高精密 AD 转换器 AD7703， 以及高精密放大器 AD620 组成的自制信

9、号采集模块，保证了数据采集的精度和 速度。 各个模块之间的通讯本文提出了基于 CAN 总线的通讯策略，采用上位 机 CAN 卡(PCI5110 系列)与 DSP CAN 接口、SJA1000 独立 CAN 控制器相结合的 CAN 通讯系统，完成了从 CAN 硬件电路到 CAN 软件编程的各个模块设计，保证了各个节点之间的高效准确的数据通信。 在控制方法方面，通过对人体步 行特性的研究，本文深入探讨了以基于三次插值以及足底压力补偿的步态曲线 生成方法，并开发出基于图形界面的虚拟控制平台，同时在平衡方面采用了基 于 ZMP 的补偿控制，做到了稳定和准确控制方式。 助力式机器人系统的开发一直是机器人

10、研究领域的重要分支，和其他仿人机器 人系统一样，助力式机器人系统同样也是多学科、多技术、多领域的集成。目 前的纯粹步行机器人虽然已经可以进行基本行走，但是还远远不能达到人体行 走的快速性、稳定性和协调性，在康复医学以及智能假肢的发展，以及理论性 的延伸的基础上，我们把助力式机器人引入进来，通过机器人与人的配合达到 助力行走的效果，不但借助了人体的平衡性与协调性，而且又可以发挥机器机 构的动力性和准确性。 本文详细叙述了助力式机器人控制系统的设计方法， 对上位机总控部分控制器设计，机器人步态规划设计，节点信号采集系统设计， 以及机器人内部通讯系统设计都做了深入探讨。 机械结构方面采用绑缚式机 械

11、结构与人体连接，并绘制出三维模型，对各个关节机械结构进行了深入探讨， 同时助力式机器人在可调性、材料选择等方面都做到了良好的人机特性。 控 制系统方面，上位机系统采用以研祥 EC5-1714CLDNA 单板计算机为核心的总控 系统，同时通过高级语言编程实现各个子系统的步态规划和协调控制。各关节 采用以 dsp 控制器为核心的控制策略以保证各个子系统得以准确运行，信号采 集系统采用以 AT89C55WD 单片机为核心，同时配合高精密 AD 转换器 AD7703， 以及高精密放大器 AD620 组成的自制信号采集模块，保证了数据采集的精度和 速度。 各个模块之间的通讯本文提出了基于 CAN 总线的

12、通讯策略，采用上位 机 CAN 卡(PCI5110 系列)与 DSP CAN 接口、SJA1000 独立 CAN 控制器相结合的 CAN 通讯系统，完成了从 CAN 硬件电路到 CAN 软件编程的各个模块设计，保证 了各个节点之间的高效准确的数据通信。 在控制方法方面，通过对人体步 行特性的研究，本文深入探讨了以基于三次插值以及足底压力补偿的步态曲线 生成方法，并开发出基于图形界面的虚拟控制平台，同时在平衡方面采用了基 于 ZMP 的补偿控制，做到了稳定和准确控制方式。 助力式机器人系统的开发一直是机器人研究领域的重要分支，和其他仿人机器 人系统一样，助力式机器人系统同样也是多学科、多技术、多

13、领域的集成。目 前的纯粹步行机器人虽然已经可以进行基本行走，但是还远远不能达到人体行 走的快速性、稳定性和协调性，在康复医学以及智能假肢的发展，以及理论性 的延伸的基础上，我们把助力式机器人引入进来，通过机器人与人的配合达到 助力行走的效果，不但借助了人体的平衡性与协调性，而且又可以发挥机器机 构的动力性和准确性。 本文详细叙述了助力式机器人控制系统的设计方法， 对上位机总控部分控制器设计，机器人步态规划设计，节点信号采集系统设计， 以及机器人内部通讯系统设计都做了深入探讨。 机械结构方面采用绑缚式机 械结构与人体连接，并绘制出三维模型，对各个关节机械结构进行了深入探讨， 同时助力式机器人在可

14、调性、材料选择等方面都做到了良好的人机特性。 控 制系统方面，上位机系统采用以研祥 EC5-1714CLDNA 单板计算机为核心的总控 系统，同时通过高级语言编程实现各个子系统的步态规划和协调控制。各关节 采用以 dsp 控制器为核心的控制策略以保证各个子系统得以准确运行，信号采 集系统采用以 AT89C55WD 单片机为核心，同时配合高精密 AD 转换器 AD7703， 以及高精密放大器 AD620 组成的自制信号采集模块，保证了数据采集的精度和 速度。 各个模块之间的通讯本文提出了基于 CAN 总线的通讯策略，采用上位机 CAN 卡(PCI5110 系列)与 DSP CAN 接口、SJA1

15、000 独立 CAN 控制器相结合的 CAN 通讯系统，完成了从 CAN 硬件电路到 CAN 软件编程的各个模块设计，保证 了各个节点之间的高效准确的数据通信。 在控制方法方面，通过对人体步 行特性的研究，本文深入探讨了以基于三次插值以及足底压力补偿的步态曲线 生成方法，并开发出基于图形界面的虚拟控制平台，同时在平衡方面采用了基 于 ZMP 的补偿控制，做到了稳定和准确控制方式。 助力式机器人系统的开发一直是机器人研究领域的重要分支，和其他仿人机器 人系统一样，助力式机器人系统同样也是多学科、多技术、多领域的集成。目 前的纯粹步行机器人虽然已经可以进行基本行走，但是还远远不能达到人体行 走的快

16、速性、稳定性和协调性，在康复医学以及智能假肢的发展，以及理论性 的延伸的基础上，我们把助力式机器人引入进来，通过机器人与人的配合达到 助力行走的效果，不但借助了人体的平衡性与协调性，而且又可以发挥机器机 构的动力性和准确性。 本文详细叙述了助力式机器人控制系统的设计方法， 对上位机总控部分控制器设计，机器人步态规划设计，节点信号采集系统设计， 以及机器人内部通讯系统设计都做了深入探讨。 机械结构方面采用绑缚式机 械结构与人体连接，并绘制出三维模型，对各个关节机械结构进行了深入探讨， 同时助力式机器人在可调性、材料选择等方面都做到了良好的人机特性。 控 制系统方面，上位机系统采用以研祥 EC5-1714CLDNA 单板计算机为核心的总控 系统，同时通过高级语言编程实现各个子系统的步态规划和协调控制。各关节 采用以 dsp 控制器为核心的控制策略以保证各个子系统得以准确运行，信号采 集系统采用以 AT89C55WD 单片机为核心，同时配合高精密 AD 转换