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仿人机器人传感检测模块的设计实现

作　者: 李耀
导　师: 吴俊；熊蓉
学　校: 浙江大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 仿人机器人电磁兼容零位检测足底压力检测
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

仿人机器人是机器人研究领域的研究热点。传感技术是仿人机器人研究的关键技术之一。仿人机器人之所以能在已知或未知的环境中完成一定的作业功能,是因为它能够通过传感器感知外部环境信息和自身状态,获得反馈信息,实现系统的闭环控制。因此仿人机器人要能够理解和适应环境,精确灵活地作业,高性能传感技术的研究必不可少。本文首先介绍了国内外仿人机器人以及本文相关传感器的研究发展现状。然后分析研究了仿人机器人的电磁兼容性；通过研究仿人机器人自身结构,完成了仿人机器人零位检测模块的设计；最后在仿人机器人行走稳定性分析的基础上设计了由多个一维力传感器组成的足底压力检测模块。本文的主要工作如下：1.分析研究了仿人机器人的电磁兼容。本文从电磁干扰三要素出发分析了仿人机器人的噪声源,研究了仿人机器人的电磁干扰抑制方法,特别针对电机的电磁干扰进行了探讨。分析研究结果为仿人机器人电气布线,板卡安装,连接器选型,电路板制作提供了指导性依据。2.设计并实现了基于TMS320F2808的零位检测模块。本文根据仿人机器人的归零要求,开发了零位检测模块。综合考虑机械设计,安装难度,通讯网络等因素,选取了DSP-TMS320F2808作为主控芯片,电位器作为角度传感器。完成了零位检测模块从硬件到软件的设计与实现,并对模块进行了软硬件集成测试。测试结果表明零位检测模块符合设计要求。本模块已应用于仿人机器人样机。3.提出了位置传感器和增量编码器结合的仿人机器人归零方法,提高了仿人机器人归零精度,将单一采用位置传感器归零时的0.1。提高到新方法的0.00073。4.设计并实现了基于ATmega8的足底压力检测模块。根据仿人机器人ZMP稳定判据,开发了足底压力检测模块。为便于足底压力检测模块集成到仿人机器人本体结构,本文选取了微处理器ATmega8作为主控芯片,FlexiForce A201压力薄膜作为传感器。完成了足底压力检测模块从硬件到软件的设计与实现,对模块进行了软硬件集成测试,测试结果表明足底压力检测模块符合设计要求,达到预期目标。本文在压力传感器标定方面也进行了一定的尝试。

仿人机器人传感检测模块的设计实现

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