CN105599821A 说明书 5/7页 后旋转的颈关节。 [0054]机器人的脊柱包括一个自由度：可以实现弯腰、后仰。 [0055]机器人的每一个腿部由三个自由度组成：可以侧向旋转的髋关节、可以前后旋转 的髋关节和膝关节，这样机器人足端具有一个三维的可达空间，在降低四足机器人的复杂 性的同时，机器人的腿部可以完成前后摆动、侧向摆动等动作，这使机器人可以顺利的完成 行走、转向等动作，并可在崎岖的地形上行走。 [0056]机器人的尾部有一个自由度：实现尾巴的上下摆动。 [0057]机器人头部、躯干、腿足、尾部共16个自由度，分别由电机驱动。电驱动执行系统包 括电机、减速器、位置检测四个组成部分。 [0058]电机是主要执行部件，运动范围从0°到270°，保证了能够活动的空间，满足机器人 自由度要求。结构设计将电机和腿部结合到一起，设计成一体化腿部部件，易于安装更换。 电机选择带有位置传感器的电机，不需要增加额外的传感器。 [0059]采用PM方式驱动。电驱动执行系统如图9所示。 [0060]如图6所示，所述电源管理模块包括电压检测模块、电流检测模块及电量检测模 块，电量检测模块与电池、电流检测模块、电压检测模块连接：电压检测模块通过第三隔离 模块与所述中央处理器连接：电量检测模块连接第一稳压滤波模块，第一稳压滤波模块通 过第一隔离模块与所述中央处理器连接，电量检测模块通过第二稳压滤波模块与电驱动执 行系统连接，电驱动执行系统通过第二隔离模块与所述中央处理器连接。 [0061]机器人采用7.2V锂电池供电。容量为3500mAh,电池体积仅68*38*18mm,在保障了 给系统提供足够的电量同时，节省了占用空间，使机器人可以在内部增加更多的功能模块。 [0062]机器人在某些特定步态下，工作电流会突然增大，并且伴有高频谐波，因此系统设 计了电源管理系统，包括电压检测、电流检测、电量检测、稳压设计、谐波吸收等电路。电源 管理系统还包含了隔离设计，将控制系统和运动系统的电源隔离，确保运动系统的电源波 动不会影响控制系统。电源管理部分框图如6所示。 [0063]电压检测主要功能是监控系统电压，在电压异常时提供报警信号。由于监控的是 电池电压信号，因此第三隔离模块选择集成线性光耦芯片进行隔离，使用很少的外围电路 实现了电压的隔离检测。 [0064]电流检测电路监控系统电流，在遇到异常（例如电机堵转）情况时提供保护信号， 断开系统供电，保护系统其它器件。使用了低成本的自恢复保险丝，在系统过流时自动切断 供电电路，起到保护作用：系统电流恢复正常以后可以继续使用，不需要频繁更换保险丝。 [0065]电量检测功能是保护电池的同时给用户及时提供充电信息，电量信息提供给自动 充电系统，保证机器人在不断电的情况下连续正常运行。电量检测使用TI公司的集成芯片， 起到简化电路设计的作用。 [0066]稳压设计给驱动电机提供安全范围内的电压，保护电机在电池的不同状态下（刚 充满电或者使用一段时间)能够安全运行，不会受到电池电压的影响。谐波吸收设计吸收运 动系统产生的高频谐波，保护电池和相关电路。 [0067]第二隔离模块，采用了多通道高速光电耦合器件，选择日本NEC公司生产的小封装 芯片PS2805,满足电路集成化设计的需求。 [0068]具有环境感知能力的电驱动仿生四足机器人的控制方法，环境感知传感器组采集 8