基于DSP的欠驱动体操机器人摇起控制设计：实时高效方案

本文主要探讨了基于DSP的欠驱动体操机器人摇起控制设计，由广东交通职业技术学院机电工程系的郝建豹和洪志杰共同完成。欠驱动机器人作为一种特殊的机械系统，其特点是部分关节由被动机构驱动，能够用较少的动力装置实现复杂的动作，这在机器人领域具有重要意义，尤其是在多指机器人手、轮式移动机器人和太空机器人等非完整约束系统中的应用。 设计的核心是采用了美国AnalogDevice公司生产的ADSP2181定点数字信号处理芯片作为下位机，利用DSP的高速运算能力，确保了控制系统在实时性和稳定性方面的提升。该系统采用两级控制架构，上位机PC负责高级功能如目标设定、轨迹生成和人机交互，而DSP则作为核心处理器，负责接收命令、执行电机控制以及提供底层信息反馈，实现精确的伺服控制和运动信息分析。 具体硬件设计方面，体操机器人包含三个关节，其中一个为被动关节，通过两个直流伺服电机驱动，配合51:1减速器和圆锥齿轮，将力传递到驱动关节。驱动关节通过动力耦合驱动被动关节，实现了机器人的各种动作。在摇起控制实验中，研究者提出了基于能量增加的正弦和斜坡函数输入策略，这种控制方法有效地实现了机器人的动态运动控制。 实验结果显示，设计的基于DSP的欠驱动体操机器人控制系统不仅满足了实时性的需求，而且在准确性上也达到了较高的标准。整体来说，这项研究为欠驱动体操机器人的运动控制提供了先进的解决方案，对于推动机器人技术的发展，尤其是欠驱动机器人领域的研究具有积极的推动作用。