仿人機器人傳感檢測模塊的設計實現(xiàn).pdf

1、仿人機器人是機器人研究領域的研究熱點。傳感技術是仿人機器人研究的關鍵技術之一。仿人機器人之所以能在已知或未知的環(huán)境中完成一定的作業(yè)功能，是因為它能夠通過傳感器感知外部環(huán)境信息和自身狀態(tài)，獲得反饋信息，實現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。因此仿人機器人要能夠理解和適應環(huán)境，精確靈活地作業(yè)，高性能傳感技術的研究必不可少。
　　 本文首先介紹了國內外仿人機器人以及本文相關傳感器的研究發(fā)展現(xiàn)狀。然后分析研究了仿人機器人的電磁兼容性；通過研究仿人機器人自

2、身結構，完成了仿人機器人零位檢測模塊的設計；最后在仿人機器人行走穩(wěn)定性分析的基礎上，設計了由多個一維力傳感器組成的足底壓力檢測模塊。
　　 本文的主要工作如下：
　　 1.分析研究了仿人機器人的電磁兼容。本文從電磁干擾三要素出發(fā)分析了仿人機器人的噪聲源，研究了仿人機器人的電磁干擾抑制方法，特別針對電機的電磁干擾進行了探討。分析研究結果為仿人機器人電氣布線，板卡安裝，連接器選型，電路板制作提供了指導性依據。
　　

3、2.設計并實現(xiàn)了基于TMS320F2808的零位檢測模塊。本文根據仿人機器人的歸零要求，開發(fā)了零位檢測模塊。綜合考慮機械設計，安裝難度，通訊網絡等因素，選取了DSP-TMS320F2808作為主控芯片，電位器作為角度傳感器。完成了零位檢測模塊從硬件到軟件的設計與實現(xiàn)，并對模塊進行了軟硬件集成測試。測試結果表明零位檢測模塊符合設計要求。本模塊已應用于仿人機器人樣機。
　　 3.提出了位置傳感器和增量編碼器結合的仿人機器人歸零方法，

4、提高了仿人機器人歸零精度，將單一采用位置傳感器歸零時的0.1°提高到新方法的0.00073°。
　　 4.設計并實現(xiàn)了基于ATmega8的足底壓力檢測模塊。根據仿人機器人ZMP穩(wěn)定判據，開發(fā)了足底壓力檢測模塊。為便于足底壓力檢測模塊集成到仿人機器人本體結構，本文選取了微處理器ATmega8作為主控芯片，F(xiàn)lexiForceA201壓力薄膜作為傳感器。完成了足底壓力檢測模塊從硬件到軟件的設計與實現(xiàn)，對模塊進行了軟硬件集成測試，測試