程 石，崔思柱，刘丰豪，肖 倩

（长安大学工程机械学院，陕西 西安710064）

四足机器人理论上良好的环境适应性、较强的承载能力、运动灵活性以及其易于优良的可控性和易加工性使得四足步行机器人在未来必然有着广阔的应用前景。张婷婷等搭建了基于ARM和CPLD的四足机器人嵌入式控制平台，展现了一种新的机器人控制系统架构[1]。苏晓东等搭建了基于ARM、FPGA和DSP的集分层式控制系统和分布式控制系统于一体的复合式控制系统[2]。殷勇华等搭建了基于FPGA的四足机器人分布式控制系统，具有实时数据通信能力、能够进行有效路径规划和实时精确控制关节运动[3]。本文针对实时性差与运行效率不高的缺陷，提出了一种高度并行的复合式控制系统结构。

1 机器人本体及其控制系统功能要求介绍

本研究所设计的四足运输机器人由机身、腿、足三部分组成，共计4条腿，左右对称分布，每条腿3个关节，关节1、2固定在机身底部，关节3位于关节2的正下方，关节1实现机器人的侧摆，关节2和3负责驱动机器人的前进，每个关节1个直流无刷电机、伺服驱动器、16位绝对式编码器、霍尔传感器，整体12个关节，需要12个直流无刷电机才能实现机器人的运动，且电机的控制精度最低要求为0.008°，要求其具有一定的承载能力，能够在地面上稳定行走，同时对周围环境有一定的适应性，故对控制系统的体积和重量要求更高，同时要对机器人的姿态和电机的运动位置与状态进行实时采……