迎賓前臺(tái)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：電源系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)

在倫敦舉行的歐洲有線通信博覽會(huì)上， 一個(gè)圓頭圓腦的家伙不停地走 來走去，邊向人們問候邊給參觀者分發(fā)禮物。這個(gè)機(jī)器人只有半米高，靠四個(gè)輪子 運(yùn)動(dòng)。它圓圓的大腦袋上有兩個(gè)茶杯口大小的眼睛，閃閃地發(fā)著藍(lán)光。裝有小型雷達(dá)，用來探測(cè)周圍的行人和物體。它可以自動(dòng)躲避障礙物，從一個(gè)展臺(tái)走 向另一個(gè)展臺(tái)，這就是現(xiàn)在移動(dòng)機(jī)器人公司開發(fā)的導(dǎo)游機(jī)器人。該機(jī)器人裝備有先 進(jìn)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)音處理系統(tǒng)，它能聽懂人講英語(yǔ)，并根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的信息作出相應(yīng)的 回答。機(jī)器人體內(nèi)的計(jì)算機(jī)還可以根據(jù)雷達(dá)探測(cè)到的數(shù)據(jù)，選擇自己的行走路線。 這種機(jī)器人可以用于商店導(dǎo)購(gòu)、賓館服務(wù)及為盲人導(dǎo)向等許多方面的服務(wù)工作。

迎賓服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)各硬件模塊主要由CAN 總線連接，通過統(tǒng)一的CAN 總 線協(xié)議將各模塊簡(jiǎn)單地加載到系統(tǒng)中。系統(tǒng)主要由電源系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、傳感 系統(tǒng)等組成，其中運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括雙臂系統(tǒng)及移動(dòng)系統(tǒng)，傳感器系統(tǒng)包括超聲波系統(tǒng)、RFID定位系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)組成。

具體結(jié)構(gòu)由圖7-3-12所示。

手臂各關(guān)節(jié)控制電路采用分布式控制系統(tǒng)，各關(guān)節(jié)控制器(主 MCU 是 TMS320LF2407)由CAN 總線相連(CAN2.0-A 版本)。控制周期為5m (即上位機(jī) 與 所 有 關(guān) 節(jié) 控 制 器 通 信 一 遍 ， 再 加 一 定 裕 度 后 的 時(shí) 間 ) 。 各 關(guān) 節(jié) 控 制 電 路 結(jié) 構(gòu) 如 圖7 - 3 - 13、圖7 - 3 - 14及圖7 - 3 - 15所示。

上位控制計(jì)算機(jī)采用PC 計(jì)算機(jī)，CAN 卡選用周立功的PC104CAN2 通信卡。 肩Pitch、肩 Roll、肩 Yaw、肘Pitch、腕 Yaw、腕Pitch 各關(guān)節(jié)的諧波減速器減速比分 別是100,100.100,100,100,100;電機(jī)碼盤為增量碼盤，線數(shù)為1000,1000,1000, 1000,1000,1000,直流有刷電機(jī)功率(RE 系列)分別為90W,90W.20W,60W,20W. 20W.

雙臂機(jī)器人各運(yùn)動(dòng)部分均選用直流伺服電機(jī)，用于身體各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和底盤 移動(dòng)的動(dòng)力，根據(jù)雙臂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可大致將直流伺服電機(jī)的運(yùn)行方式分為 兩 種 ：

·底盤電機(jī)工作于速度控制模式。

·上身各個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)工作于位置控制模式。