[发明专利]一种基于双层CPG的多工业机械臂控制器

摘要

本发明公开了一种基于双层CPG的多工业机械臂控制器，通过采用与控制无脊椎动物运动的神经节和脊椎动物运动的中枢神经系统所具有分层神经元网络相似的结构，将多工业机械臂控制系统与单个工业机械臂的特点相结合，使多工业机械臂集体协作和信息交互具有高效协同性。采用柔性关节和丰富的传感器系统，在提高多工业机械臂信息利用率的同时，实现对多工业机械臂各关节的有效控制，使系统具有高可靠性和稳定性。在保证工业机械臂具有足够动力性能和自由度的同时，也具有自主运动能力。机械臂控制器由相位协调层和运动模式发生层组成，相位协调层实现对各工业机械臂的相序锁定，运动模式层对各工业机械臂进行轨迹规划和姿态调整。

主权项

一种基于双层CPG的多工业机械臂控制器，其特征在于:机械臂控制器由相位协调层和运动模式发生层组成，相位协调层实现对各工业机械臂的相序锁定，运动模式层对各工业机械臂进行轨迹规划和姿态调整；所述相位协调层包括各工业机械臂对应的节律发生器，各节律发生器接收来自对应工业机械臂的触觉传感器的信号，且各节律发生器之间可进行信息交流，各节律发生器产生相对应工业机械臂的相位信号并发送至相对应的控制器；所述运动模式发生层包括各工业机械臂的运动模式发生器，各工业机械臂的运动模式发生器由对应的控制器、底座、依次连接的臂架、末端执行器、柔性关节、触觉传感器，力、位移、扭矩传感器组成；所述各工业机械臂的控制器，接收来自相应节律发生器的相位信号和由力、位移、扭矩传感器测量的工业机械臂各柔性关节的反馈信号，对各柔性关节进行控制，同时各工业机械臂的末端执行器的轨迹规划，由相应的控制器完成；所述各工业机械臂的末端执行器，根据控制器的路径规划进行运作，对工作对象进行作业，并将接触信号发送至触觉传感器，同时，末端执行器将与工业对象接触产生的信息传送至工业机械臂各柔性关节；所述各工业机械臂的柔性关节，产生的拉压和扭转形变信息通过力、位移、扭矩传感器反馈给相应的控制器，相应控制器发出的控制信号进行姿态调整；所述各工业机械臂的力、位移、扭矩传感器，用于测量各工业机械臂柔性关节的力、位移和速度形变信息，并发送至相应的控制器，每个柔性关节有其对应的一组力、位移、扭矩传感器；所述各工业机械臂的触觉传感器，用于测量各工业机械臂末端执行器与工作对象的接触信号，并将接触信号发送至相对应的节律发生器。