摘要

外骨骼機器人在多個實驗室環(huán)境中取得了成功，但實際部署中仍面臨著一系列與控制器硬件相關(guān)的挑戰(zhàn)，包括控制器體積過大，實時性不足，計算資源瓶頸等問題。為了解決這些問題，開發(fā)了一套用于外骨骼機器人的具有可擴展性的硬件電路系統(tǒng)，同時兼顧了實時性和高算力特性。通過對控制器硬件信號流向進行建模，優(yōu)化通信線路和流量分配，降低了系統(tǒng)通信延遲。根據(jù)外骨骼機器人在空間和時間上對算力需求的差異，設(shè)計了基于步態(tài)的實時任務(wù)調(diào)度算法，優(yōu)化了算力分配。通過并行流水和模塊折疊復(fù)用的方式來設(shè)計運算加速器，有效減少了硬件資源的消耗，提高了系統(tǒng)算力。開展了控制器實時性測試、算力測試和助力外骨骼機器人負重行走試驗。經(jīng)測試，所設(shè)計的控制器主從通信延遲小于20μs，算力功耗比15 GOPS/W，相比于主流控制器架構(gòu)具有低延遲高算力特性。在平地，上下坡負重行走體現(xiàn)出良好的跟蹤效果，為外骨骼機器人更廣泛的應(yīng)用打下了硬件基礎(chǔ)。

關(guān)注“機械工程學(xué)報”微信公眾號，在對話框回復(fù)“260118”，即可下載《外骨骼機器人高實時高能效控制器研究》全文PDF。

全文

關(guān)注“機械工程學(xué)報”微信公眾號，在對話框回復(fù)“260118”，即可下載《外骨骼機器人高實時高能效控制器研究》全文PDF。

責(zé)任編輯：趙子祎

責(zé)任校對：惲海艷

審　　核：張　彤

JME學(xué)院簡介

JME學(xué)院是由《機械工程學(xué)報》編輯部2018年創(chuàng)建，以關(guān)注、陪伴青年學(xué)者成長為宗旨，努力探索學(xué)術(shù)傳播服務(wù)新模式。

歡迎各位老師掃碼添加小助理-暖暖為好友，由小助理拉入JME學(xué)院官方群！

歡迎關(guān)注機械工程學(xué)報視頻號~

尋覓合作伙伴

有一種合作叫做真誠，有一種發(fā)展可以無限，有一種伙伴可以互利共贏，愿我們合作起來流連忘返，發(fā)展起來前景可觀。關(guān)于論文推薦、團隊介紹、圖書出版、學(xué)術(shù)直播、招聘信息、會議推廣等，請與我們聯(lián)系。

感謝關(guān)注我們！《機械工程學(xué)報》編輯部將努力為您打造一個有態(tài)度、有深度、有溫度的學(xué)術(shù)媒體！

版權(quán)聲明：

本文為《機械工程學(xué)報》編輯部原創(chuàng)內(nèi)容，歡迎轉(zhuǎn)載，請聯(lián)系授權(quán)！

在公眾號后臺留言需要轉(zhuǎn)載的文章題目及要轉(zhuǎn)載的公眾號ID以獲取授權(quán)!

聯(lián)系人：暖暖

電話：010-88379909

E-mail：jme@cmes.org

網(wǎng) 址：http://www.cjmenet.com.cn

官方微信號：jmewechat