前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的蛇形機器人控制系統設計論文，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

1控制系統

1．1控制系統總體結構

為了滿足廢墟災難環境中的控制需求，設計了蛇形機器人控制系統?？刂葡到y上層是監控系統，通過ZigBee無線模塊給主控系統發送控制蛇步態的指令，如蜿蜒、蠕動、翻滾、分體等。主控系統的音視頻信息和慣導、溫度、濕度、壓力、有害氣體等傳感器信息分別通過1．2G無線收發模塊和ZigBee模塊傳輸給監控系統顯示。主控模塊通過ZigBee無線模塊與從控系統進行通信，以控制其實現相關的步態。

1．1．1主控系統

主控系統主要由ARM核微處理器STM32、無線通信模塊以及傳感器組成。主控系統通過無線模塊接收監控系統的控制指令，并根據指令決定搜救機器人的運動步態、運動方向以及到達目標的位置;傳感器收集災難環境中音視頻、溫度、濕度、有毒氣體以及紅外測距信息，微處理器根據測距信息選擇合適的運動步態，并將控制指令通過無線模塊發送給從控系統去執行。

1．1．2從控系統

從控系統使用了和主控制器一樣的高速ARM處理器，可同時控制18路PWM舵機。從控系統通過ZigBee無線模塊從主控制系統獲得控制指令，通過PWM信號控制關節機構運動。

1．2步態控制

Serpenoid曲線用來規劃蛇形機器人的運動軌跡，并確定搜救機器人的驅動函數。

2實驗平臺

2．1蛇形機器人簡介

該機器人具有如下幾個特點:1)采用3D打印而成，既縮短了加工周期又節約了成本;2)通過ADAMS軟件仿真，進行了機械結構設計，直線長度為2m，具有6個正交關節和1個分體機構，腿部具有變形機構，可以進行站立、臥倒、蜿蜒、蠕動、分體、翻滾等步態;3)機器人采用6V，4500mAh的電池供電，確保機器人能夠連續運動0．5h以上。

2．2平臺搭建

按照前文所述，搭建了柔性變形蛇形機器人控制系統的整套硬件電路。

3實驗結果

3．1通信實驗

蛇形機器人上位機監控界面，上位機通過遠程監控搜救機器人自主移動、翻越障礙物、爬坡等實驗，通過無線模塊實時傳輸機器人所處環境的各種傳感器信息，并能綜合各種環境信息通過無線模塊控制機器人運動。實驗驗證了蛇形機器人控制系統可實現多信息的實時準確無線通信，能夠滿足復雜搜救環境的通信需求。

3．2移動性能實驗

經過多次實驗，不斷地調試分別實現了自主柔性變形蛇形機器人蜿蜒、蠕動、分體、翻滾等平面和立體運動步態，運動平穩，曲線平滑，蜿蜒運動速度可達0．5m/s。通過穿越狹小空間、翻越障礙物、爬坡等試驗，驗證了蛇形機器人在不同的環境中，具有良好的多步態運動穩定性和自主移動性能。蛇形機器人在模擬災難場景中的各種運動步態。

4結束語

本文針對自主柔性變形蛇形機器人控制系統平臺進行了設計，此平臺具有很好的可擴展性，實現了柔性蛇形機器人的多種運動步態和遠程機器人運動控制及機器人所處環境信息的采集。通過實驗驗證了上位機和下位機無線通信的實時性與準確性，以及蛇形機器人在災難廢墟環境中良好的運動穩定性和自主移動性能，為災后廢墟救援工作提供有效保障。

作者：王超杰 蘇中 連曉峰 趙旭 時佳斌 陳庚 單位：北京信息科技大學高動態導航技術 北京市重點實驗室北京工商大學計算機與信息工程學院 北京理工大學自動化學院