一款基于ARM的多自由度人形教育机器人控制系统的设计

作者：席东河申一歌杜娟高吉珍时间：2014-12-29来源：电子产品世界收藏

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)

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/267427.htm

　　{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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