小型仿人机器人脚底传感系统设计与实现

“小型仿人机器人脚底传感系统的设计与实现.pdf” 本文主要探讨了小型仿人机器人脚底传感系统的开发，旨在解决小型仿人机器人在行走过程中的零力矩点（ZMP）轨迹在线确定问题。零力矩点是衡量机器人稳定性的重要指标，它的准确计算对于机器人行走的稳定性和效率至关重要。 设计的脚底传感系统采用了多个简单的一维力/力矩传感器构成的阵列。这种设计思路的优点在于，通过多个传感器的组合，可以更精确地感知机器人脚底各个方向上的力和力矩变化，从而提供丰富的地面交互信息。传感器阵列被集成在一个距离可调的多孔、双夹板机构中，这种结构允许传感器根据需要调整位置，适应不同尺寸和形状的足部设计，增加了系统的适应性。 为了处理这些传感器收集到的数据，研究者实施了一套信号多级放大和采集的软硬件系统。信号放大可以提高传感器的灵敏度，确保微弱的力信号也能被有效捕捉。同时，硬件部分包括了数据采集电路和放大器，而软件部分则可能涉及数据处理算法和实时控制系统，确保数据的准确性和实时性。 此外，该系统还利用了CAN（Controller Area Network）总线接口，实现与外部上层控制器的高效通信。CAN总线是一种广泛应用的工业通信协议，具有高可靠性、低延迟和抗干扰能力，非常适合实时性的机器人控制系统。通过CAN总线，脚底传感器系统可以将计算出的实际ZMP轨迹实时传递给主控制器，为主控制器的决策提供关键信息。 实验结果显示，这个脚底传感系统能有效地实现实时的力信息采集、计算和通信功能，对小型仿人机器人的行走控制提供了有力的支持。关键词包括小型仿人机器人、零力矩点和力/力矩传感器，表明此研究的核心聚焦于机器人行走稳定性的提升和地面交互信息的获取。 这篇论文详细介绍了一个小型仿人机器人脚底传感系统的设计理念、实现方法和实际效果，为机器人学领域的研究人员提供了一种有效的解决方案，有助于推动小型仿人机器人技术的发展。