[发明专利]一种分布式液压四足机器人控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述系统使用的是基于CAN总线的分布式结构，包括大脑系统，大脑系统通过与环境感知系统、导航信息系统、语音交互系统相连获取数据，大脑系统将获取的数据传递给小脑系统，小脑系统通过第一CAN总线控制腿部控制系统，小脑系统还通过第二CAN总线与能源动力控制系统及人际交互面板通信。

2.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述大脑系统包括中央处理单元PCM-9562，中央处理单元PCM-9562通过RS232采集导航信息系统的数据；

中央处理单元PCM-9562通过语音输入、语音输出的方式与语音交互系统相连；

中央处理单元PCM-9562通过PC104与采集卡相连，采集卡获得双目相机的视频数据信息；

中央处理单元PCM-9562通过LAN与二维激光扫描仪相连，中央处理单元PCM-9562还根据获取到的二维激光扫描仪的信息控制二自由度云台。

3.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述环境感知系统包括双目立体相机、带二自由度云台的二维激光扫描仪。

4.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述小脑系统包括中央处理单元PCM-3362，中央处理单元PCM-3362通过PC104与CAN卡通信，CAN卡与第一CAN总线及第二CAN总线相连，中央处理单元PCM-3362通过RS232与垂直陀螺仪相连，中央处理单元PCM-3362还通过RS232与点对点无线通讯模块通信。

5.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述小脑系统还通过第二CAN总线与总线扩展接口相连，小脑系统通过RS232与姿态检测单元相连。

6.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述腿部控制系统包括第一腿部控制系统、第二腿部控制系统、第三腿部控制系统和第四腿部控制系统；

所述第一腿部控制系统、第二腿部控制系统、第三腿部控制系统和第四腿部控制系统分别包括第一腿部控制器、第二腿部控制器、第三腿部控制器和第四腿部控制器；

所述第三腿部控制器根据接收到的液压缸压力和液压缸位移控制伺服阀开度。

7.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述人机交互界面上设置显示电池电量、开关状态和风扇状态。

8.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述能源动力控制系统根据接收到的液压站的液压油量、液压流量、液压压力、泵转速来控制发动机的节气门开度；

所述小脑系统及大脑系统均通过LAN与WLAN无线路由相连。

9.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统，其特征是，所述大脑系统、小脑系统、能源动力控制系统、腿部控制系统、人际交互面板分别通过电源管理模块、滤波器及共模抑制器与系统电池相连；

所述系统电池为锂电池。

10.如权利要求1所述的一种分布式液压四足机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：大脑系统主要负责信息交互、环境识别、路径规划与导航等上层工作，智能算法与环境识别、交互的传感通讯系统直接与大脑系统连接。人可以通过无线网络或者语音的方式将命令发布给大脑系统，大脑系统通过自己的判断后，生成具体的运动期望，再将这些运动期望传递给小脑；

步骤二：小脑系统是机器人的运动中枢，主要负责躯干的平衡控制、步态规划、机器人足端坐标计算以及底层各部分运转状态信息的搜集。小脑的主要工作是接收来自大脑的运动期望指令，将其结合当前的运动状态计算出足端的期望位置坐标，再通过CAN总线将坐标位置发送给四个腿部控制器。同时，根据当前的运动状况调节能源动力系统的工况。同时，小脑也可以通过无线传输模块直接接收人工操作器的指令，由人接管大脑的控制权，控制机器人运动；

步骤三：腿部控制器接收来自小脑的期望位置系统，再以位置控制或者力控制的方式控制机器人单条腿上的三个主动关节，伺服机器人足端位置。每个腿部控制器的DSP中，分别存放了关节位置控制、关节力控制以及腿部柔顺控制算法，在不同情况下，根据设定控制单腿的运动。