一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统及其FOC控制方法

一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统及其foc控制方法
技术领域
1.本发明专利属于智能机器人技术领域，特别是涉及一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统及其foc控制方法。


背景技术：

2.近年来，随着控制理论、人工智能技术的快速发展，机器人越来越多的被应用于各行各业中，空中机器人，是一类具备环境感知、智能决策和自主控制能力的、能够实现飞行的移动机器人，已经在反恐安防、电力巡检、休闲娱乐等诸多应用领域展现出了广泛的实用价值，与人、环境以及其他设备进行安全、智能、有效交互的特征已经成为未来机器人系统的必然要求与发展趋势。
3.传统的空中机器人，通常采用固定翼或旋翼方式实现飞行，存在应用场景受限、飞行效率低、续航能力差等问题，且安全性和隐蔽性不好、环境适应性不高，故而难以真正实现与人或环境的协作；另一方面，现有的针对扑翼机的设计方案或发明，其中一部分，例如cn202110434800.4，结构简单、实现功能有限，难以摆脱玩具的范畴；另一部分，例如发明专利cn202110259738.x以及cn202020729824.3，结构复杂、成本高昂；且现有发明大多存在智能化水平不高的缺陷，实用性不显著，有待进一步改进。
4.蜻蜓是一类具有四个翅膀和修长身体的、栖息于湿地或水面的昆虫的统称，其作为自然界中的顶级猎食者，具有高超的飞行技巧，这得益于其小巧的身体结构、灵活的飞行控制方式以及独特的生物特征，蜻蜓能够独立的控制四个翅膀拍打的频率、振幅以及方向，从而实现悬停、盘旋、转向等多样化的飞行姿态，参考蜻蜓的特征所设计的智能仿生机器人系统具有灵活、安全、人机共融性好的特点，能够满足多样化的应用需求。


技术实现要素：

5.1.所要解决的技术问题：现有的空中机器存在应用场景受限、飞行效率低、续航能力差等问题，且安全性和隐蔽性不好、环境适应性不高，难以真正实现与人或环境的协作。
6.2.技术方案：为了解决以上问题，本发明提供了一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，包括地面站，机身本体和地面站连接，控制模块安装于机身本体内和多个永磁电机连接，多个所述永磁电机独立控制，通信模块和天线安装机身本体的后侧，左目相机与右目相机分别安装于机身本体的左前端与右前端，所述机身本体上设有偶数对翅膀，每个翅膀通过肩部结构和机身本体连接，所述肩部结构包括曲轴、第一限位块、第二限位块、主动此轮和从动此轮第一限位块和第二限位块铰接，所述第二限位块中间固定有两根限位杆，所述曲轴分为两段，其中第一段为平置，另一段和第一段之间有夹角，所述第二段插入到两个所述限位杆之间，所述第一段的一端和一个对应的永磁电机连接，所述主动此轮和舵机连接，所述从动齿轮和主动齿轮啮合，并固定在第一限位块的外侧，所述第二限位块外侧设有夹具，所述翅膀固
定于夹具上。
7.所述翅膀有两对，永磁电机有四个。
8.翅膀分为前翅和后翅，前翅位于机身本体的前端包括前翅骨架、前翅楔片、前翅翅膜以及前翅翅痣，所述前翅骨架与前翅翅痣被固定于前翅翅膜上，并通过前翅楔片固定于所述夹具上，所述后翅包括后翅骨架、后翅楔片、后翅翅膜以及后翅翅痣，所述后翅骨架与后翅翅痣被固定于后翅翅膜上，并通过后翅楔片固定于所述夹具上。
9.四个所述永磁电机被固定于机身本体两侧，呈工字形分布。
10.所述控制模块包括主控芯片、伺服电机foc控制器、气压计、陀螺仪、磁力计以及直流稳压电压，所述伺服电机foc控制器经驱动电路控制永磁电机产生规律的转动，主控芯片用于执行飞行控制程序并通过串口向通信模块发送飞行状态信息，气压计、陀螺仪、磁力计分别采集机器人当前的高度以及位姿信息并通过并行ic总线与主控芯片进行通信，当翅膀拍打时，主控芯片通过并行spi总线读写伺服电机foc控制器控制寄存器，接着伺服电机foc控制器向永磁电机发送三相交流信号，经整流桥整流后实现电机驱动。
11.所述伺服电机foc控制器将三相交流电机等效为直流电机控制；通过坐标变换，将三相静止坐标系转化为两相旋转的坐标系，从而使三相交流耦合的定子电流转换为互相正交且独立的转矩与励磁分量，励直流电动机通过控制转矩电流直接控制转矩。
12.所述永磁电机与舵机与机身本体侧面存在一个内凹的夹角。
13.本发明还提供了所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统的控制方法，采用四个tmc4671伺服电机foc控制器及其附属驱动电路实现控制，包括如下步骤：步骤s001：首先由stm32f4主控芯片分别向四个tmc4671芯片发送期望转速与转矩；步骤s002：由tmc4671芯片运算并向驱动电路发出svpwm信号驱动电机转速、转矩与旋转位置；步骤s003：通过磁编码器与电流传感器检测电机转速、位置及电枢电流再传入tmc4671进行逆解得到实际转速、转矩、位置并存储在寄存器中以供调用；步骤s004：tmc4671通过spi总线将解算到的实际转速、转矩、位置返回stm32f4主控芯片实现闭环控制，并在下一个控制周期中发送期望转速与转矩。
14.3.有益效果：本发明具备视觉环境感知模块，该模块由小型双目相机组成，能够自主的获得环境的图像三维信息，从而能够实现与环境的交互并对具体的任务和飞行状态进行分析与决策，具有比现有同类发明专利更高的智能化水平，可以满足更为多样化的任务需求。
附图说明
15.图1为智能仿生蜻蜓机器人的系统结构图。
16.图2为智能仿生蜻蜓机身本体的结构示意图。
17.图3示出了本发明实施例的一种扑翼机器人的肩部机构的结构示意图一。
18.图4为本发明实施例的一种扑翼机器人的肩部机构的结构示意图二图5示出了本发明实施例的一种前翅、后翅结构示意图。
19.图6为智能仿生蜻蜓机器人飞行控制器正面及反面结构示意图。
20.图7示出了本发明实施例的双目相机布局特写。
21.图8示出了本发明实施例翅膀轴向运动姿态。
22.图9示出了本发明实施例翅膀拍打运动姿态。
23.图10示出了本发明实施例机器人与地面站的数据交互逻辑图。
24.图11示出了本发明实施例飞行控制器系统框图。
25.附图标记说明：1.前翅；101前翅翅痣；102.前翅翅膜；103.前翅骨架；104.前翅楔片；2.左目相机；3.右目相机；4.控制模块；401.磁力计；402.陀螺仪；403.伺服电机foc控制器；404.气压计；405.直流稳压电压；406.主控芯片；5.机身本体；6.永磁电机；7.后翅；701后翅翅痣；702.后翅楔片；703.后翅骨架；704. 后翅翅膜；8.天线；9.通信电路；10.舵机；11.肩部结构；111.从动齿轮；112.第一限位块；113.第二限位块；114.曲轴；115.夹具；116.限位杆；117.主动齿轮。
具体实施方式
26.在本发明中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通，另外，需要补充的是，本发明为保证视图清晰便于理解，线缆、接头、螺栓、电源等组件被隐去，在不产生歧义的情况下应做一般理解。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示方位或位置关系的为基于附图所示的方位或位置关系，仅为描述本发明，并非指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本技术的限制。
[0028]
特别说明，为方便描述，本实施例所述的“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”都是按照仿生蜻蜓机身本体在飞行过程中相对于机身的方位作为参考，例如，扑翼机器人的视觉模块朝前，尾部朝后，翅翼抬起的方向称为“上”，翅翼下压的方向称为“下”，左翅翼一侧称为“左”，右翅翼一侧称为“右”。
[0029]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0030]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”、“下”、“中”等在某些情况也可能用于表示依附关系或连接关系。对本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解术语在本发明中的具体含义。
[0031]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0032]
如图1和图2所示，一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，包括地面站，机身本体5和地面站连接，控制模块4安装于机身本体5内和多个永磁电机6连接，多个所述永磁电机6独立控制。
[0033]
如图10所示，其中地面站由带有无线数据通信以及图形计算能力的计算机组成，用于处理机身本体传回的图像数据并向机身本体发出控制信号。
[0034]
通信模块9和天线8安装机身本体5的后侧，组成类似蜻蜓尾巴的结构。
[0035]
如图7所示，左目相机2与右目相机3分别安装于机身本体5的左前端与右前端，所获得的图像结构类似人眼，可以通过计算机解算出深度信息。为了使本发明能够在复杂环境下工作，搭载双目相机，所获得的图像结构类似人眼，可以通过计算机解算出深度信息。并由地面站解算出蜻蜓飞行空间的三维空间信息并绘制出三维空间的场景地图，通过视觉系统的引入，也可以实现目标识别、目标跟踪等功能。
[0036]
所述机身本体3上设有偶数对翅膀，每个翅膀通过肩部结构11和机身本体3连接。
[0037]
如图3和图4所示，所述肩部结构11包括曲轴114、第一限位块112、第二限位块113、主动此轮117和从动此轮111第一限位块112和第二限位块113铰接，所述第二限位块113中间固定有两根限位杆116，所述曲轴114分为两段，其中第一段为平置，另一段和第一段之间有夹角，所述第二段插入到两个所述限位杆116之间，所述第一段的一端和一个对应的永磁电机6连接，所述第二限位块113外侧设有夹具115，所述翅膀固定于夹具115上永磁电机6转动，带动曲轴114转动，由于曲轴不是平直的，曲轴114的第二段在限位杆116中转动，带动第二限位块113往复摆动，从而带动翅膀往复摆动，从而模拟出蜻蜓翅膀的拍打动作，永磁电机的旋转频率的改变可以改变拍打动作的频率。
[0038]
所述主动此轮117和舵机10连接，所述从动齿轮111和主动齿轮117啮合，并固定在第一限位块112的外侧，所述第二限位块113外侧设有夹具115，所述翅膀固定于夹具115上。
[0039]
当舵机10转动时方向主动齿轮117带动方向从动齿轮111旋转，带动整个肩部结构11转动，进一步改变翅膀拍打方向。如图8与图9所示，展示了轴向与拍打动作的姿态。
[0040]
结构简化了复杂的齿轮传动机构，更加简单，本发明省去了腔体内复杂的齿轮结构，改为直接使用永磁同步电机通过foc控制器进行驱动，采用直接、独立驱动结构对每个翅膀的拍打动作、方向进行控制，消除了其结构中对机器人飞行可能产生不利影响的因素，上述专利也不涉及具体控制电路的技术公开，对飞控控制方法并未实现保护，本发明结构的简化优化了生产流程、降低生产成本，有利于大规模推广应用。
[0041]
本发明的结构具有更高的安全性，不依赖螺旋桨高速旋转而采用拍打翅膀实现了同样灵活的飞行动作，安全性得到了显著提升，能够有效减少无人机桨叶伤人或飞行事故的发生。
[0042]
本发明以两对翅膀为实施例进行详细说明。
[0043]
如图5所示，翅膀参考真实蜻蜓翅膀设计，并区别有前翅1与后翅7，前翅由前翅骨架103、前翅楔片104、前翅翅膜102以及前翅翅痣101，与之类似的，后翅也由后翅骨架703、后翅楔片702、后翅翅膜704以及后翅翅痣701组成，骨架与翅痣被固定于翅膜上，并通过楔片固定于夹具115上。
[0044]
在一个实施例中，永磁电机6与舵机10被安装于机身侧面，且与侧面存在一个内凹的夹角，这样的夹角通常是必要的，可提高飞行稳定性并避免结构干扰。
[0045]
在一个实施例中，如图6所示，控制模块4集成了智能仿生蜻蜓机器人系统工作必要的主控芯片406、伺服电机foc控制器403、气压计404、陀螺仪402、磁力计401以及直流稳压电压405；主控芯片406用于执行飞行控制程序并通过串口向通信模块9发送飞行状态信
息，气压计404、陀螺仪402、磁力计401分别采集机器人当前的高度以及位姿信息并通过并行i2c总线与主控制器进行通信，当翅膀拍打时，主控芯片406通过并行spi总线读写伺服电机foc控制器403控制寄存器，接着伺服电机foc控制芯片403向永磁电机6发送三相交流信号，经整流桥整流后实现电机驱动，上述过程是四路并行实现的，因此可以同时对蜻蜓四个翅膀的运动状态进行调控。
[0046]
在一个实施例中，机身本体通过伺服电机foc控制器403经驱动电路控制永磁同步电机产生有一定规律的转动，其首先检测电机定子电流矢量以及转子角度，并对电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而将三相交流电机等效为直流电机控制；通过坐标变换，将三相静止坐标系转化为两相旋转的坐标系，从而使三相交流耦合的定子电流转换为互相正交且独立的转矩与励磁分量，从而到达类似于他励直流电动机通过控制转矩电流直接控制转矩的目，需要注意的是，机器人翅膀的拍打动作以及电机对拍打机构的直接驱动需要依赖上述过程加以实现。
[0047]
两只前翅1与两只后翅7，翅膀分别由一组电机直接控制转速与拍打方向，且不同翅膀的转速与拍打方向的控制是独立且互不干扰的。
[0048]
控制模块4上的伺服电机foc控制器403采集了永磁电机6的转速、位置信号，并受控于主控芯片406；此外，舵机10的转交同样是可以分别独立且互不干扰的控制，因此本实施例中的控制结构可分别对每一个翅膀的拍打频率与拍打方向进行控制，较为复杂的控制情况也基本参照上述控制方法，图11给出了伺服电机foc控制器401的系统结构框图.本发明采用四个tmc4671伺服电机foc控制芯片及其附属驱动电路实现控制方法，包括如下步骤：步骤s001：首先由stm32f4主控芯片分别向四个tmc4671芯片发送期望转速与转矩。
[0049]
步骤s002：由tmc4671运算并向驱动电路发出svpwm信号驱动电机转速、转矩与旋转位置。
[0050]
步骤s003：通过磁编码器与电流传感器检测电机转速、位置及电枢电流再传入tmc4671进行逆解得到实际转速、转矩、位置并存储在寄存器中以供调用。
[0051]
步骤s004：tmc4671通过spi总线将解算到的实际转速、转矩、位置返回stm32实现闭环控制，并在下一个控制周期中发送期望转速与转矩。
[0052]
作为优选例，当默认推力方向平行于机体坐标系z轴向下时，根据角动量守恒定律，为保证机器人总角动量的合理配置，本专利对电机转动方向作如下设置：从机器人顶部看，前端两电机应向前转动，角动量方向向后倾转，后端两电机应向后转动，角动量方向向前倾转，当前后电机转速一致时，前后角动量平衡，并有如下控制规律：运动规律一：当合推力等于机器人自身重力且前后电机转速相同时表现为悬停；运动规律二：当合推力大于机器人自身重力且前后电机转速相同时，机器人表现为向上起飞，反之，则表现为向下降落；运动规律三：当合推力等于机器人自身重力时，当前端电机转速大于后端电机时，前端角动量大于后端角动量，若总推力等于重力，则机器人呈翘头姿态，机器人向前飞行，反之向后飞行；运动规律四：当左侧电机转速大于右侧，前后转速相等，则角动量平衡，机器人向
右飞行，反之则向左飞行。
[0053]
如同真实蜻蜓，上述过程的拍打节律、速度、角度应当是协同受控的，左前侧翅膀与右前侧翅膀之间、左后侧翅膀与右后侧翅膀之间的径向角度差不应过大，前端翅膀与后端翅膀之间的径向角度应当相差约90
°
，否则在实际飞行过程中可能会出现因共振而造成的失控现象；进一步而言，某一时刻的电机实际角位置与同一端的另一电机实际角位置不应相差过大，与同一侧的另一电机应当相差90
°
。上述过程需要依赖图11与图5所示电路加以实现。
[0054]
图8与图9展示了飞行姿态控制过程，复杂的飞行控制均为上述四种基本运动情况的组合叠加，仿生蜻蜓翅膀拍打方向的改变则直接改变推力方向，从而实现更加复杂的诸如原地转动、盘旋等动作。
[0055]
实施例中考虑成本、加工难度以及材料理化性能，作为最优实施例，本发明推荐使用如下材料进行实施：机体与肩部材料选择为尼龙塑料，可通过3d打印一体化成型，也可采用pla、丙烯酸、轻木、碳纤维等其他材料附以粘合剂进行拼接，粘合剂建议采用401胶（主要成分为氰基丙烯酸乙酯）或类似的工业粘合剂以保证胶合精度与强度，此外，原则上结构件应选用密度低、强度高的材料；方向主动齿轮、方向从动齿轮采用聚甲醛pom塑料，或称超钢材料实施，也可其他类似的塑料齿轮，齿轮为保证加工方便应选择标准件，此外，金属齿轮由于重量较大，可能会降低机器人飞行能力，故不建议使用；曲轴与限位杆使用具有自润滑特性的钛合金材料，也可以使用具有类似性能的特种铝合金制作，可以获得更好的结构强度、摩擦特性和使用寿命；翅膀骨架、翅痣采用碳纤维材料，也可以采用竹条、玻璃纤维实施，加工过程可以通过贴敷固定也可困扎固定，翅膜采用赛璐玢，即玻璃纸，其理化特性与蜻蜓翅膜相近，且容易通过激光切割加工微结构，具有微纳结构的几丁质生物材料的理化特性更为优秀但加工获取难度大、成本较高，可选择性使用，也可采用聚酯涤纶或类似塑料薄膜、纸张等，原则上应优先选用坚韧但同时具有一定韧性、气密性好、容易裁剪的材料。
[0056]
实施例中使用的主控芯片为stm32芯片，但可实施的控制芯片包括但不限于具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等；foc控制器采用了tmc4671，但原则上来说靠分立元件搭建的能够后实现foc控制功能的电路同样可以实现类似功能，但性能及可靠性会有所降低；通信模块所采用的协议或标准不做具体限定，但应保证具有一定实时性以及数据吞吐量，作为其中两个实施例：wifi或2.4g通信能够保证吞吐量及实时性要求，且发送端电路体积不大，对飞行载荷的影响较小；实施例中提到的地面站为统称，包括但不限于笔记本型计算机laptop、台式计算机、服务器、个人移动终端等。

技术特征：
1.一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，包括地面站，机身本体（5）和地面站连接，其特征在于：控制模块（4）安装于机身本体（5）内和多个永磁电机（6）连接，多个所述永磁电机（6）独立控制，通信模块（9）和天线（8）安装机身本体（5）的后侧，左目相机（2）与右目相机（3）分别安装于机身本体（5）的左前端与右前端，所述机身本体（3）上设有偶数对翅膀，每个翅膀通过肩部结构（11）和机身本体（3）连接，所述肩部结构（11）包括曲轴（114）、第一限位块（112）、第二限位块（113）、主动此轮（117）和从动此轮（111）第一限位块（112）和第二限位块（113）铰接，所述第二限位块（113）中间固定有两根限位杆（116），所述曲轴（114）分为两段，其中第一段为平置，另一段和第一段之间有夹角，所述第二段插入到两个所述限位杆（116）之间，所述第一段的一端和一个对应的永磁电机（6）连接，所述主动此轮（117）和舵机（10）连接，所述从动齿轮（111）和主动齿轮（117）啮合，并固定在第一限位块（112）的外侧，所述第二限位块（113）外侧设有夹具（115），所述翅膀固定于夹具（115）上。2.如权利1所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：所述翅膀有两对，永磁电机（6）有四个。3.如权利要求2所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：翅膀分为前翅（1）和后翅（7），前翅（1）位于机身本体（5）的前端包括前翅骨架（103）、前翅楔片（104）、前翅翅膜（102）以及前翅翅痣（101），所述前翅骨架（103）与前翅翅痣（101）被固定于前翅翅膜（102）上，并通过前翅楔片（104）固定于所述夹具（115）上，所述后翅包括后翅骨架（703）、后翅楔片（702）、后翅翅膜（704）以及后翅翅痣（701），所述后翅骨架（703）与后翅翅痣（701）被固定于后翅翅膜（704）上，并通过后翅楔片（702）固定于所述夹具（115）上。4.如权利要求3所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：翅膀骨架、翅痣的材质为碳纤维材料；翅膜的材质为赛璐玢。5.如权利要求2所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：四个所述永磁电机（6）被固定于机身本体（5）两侧，呈工字形分布。6.如权利要求1-5任一项权利要求所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：所述控制模块（4）包括主控芯片（406）、伺服电机foc控制器（403）、气压计（404）、陀螺仪（402）、磁力计（401）以及直流稳压电压（405），所述伺服电机foc控制器（403）经驱动电路控制永磁电机（6）产生规律的转动，主控芯片（406）用于执行飞行控制程序并通过串口向通信模块（9）发送飞行状态信息，气压计（404）、陀螺仪（402）、磁力计（401）分别采集机器人当前的高度以及位姿信息并通过并行i2c总线与主控芯片（406）进行通信，当翅膀拍打时，主控芯片（406）通过并行spi总线读写伺服电机foc控制器（403）控制寄存器，接着伺服电机foc控制器（403）向永磁电机（6）发送三相交流信号，经整流桥整流后实现电机驱动。7.如权利要求6所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：所述伺服电机foc控制器（403）将三相交流电机等效为直流电机控制；通过坐标变换，将三相静止坐标系转化为两相旋转的坐标系，从而使三相交流耦合的定子电流转换为互相正交且独立的转矩与励磁分量，励直流电动机通过控制转矩电流直接控制转矩。8.如权利要求1-5任一项权利要求所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：所述永磁电机（6）与舵机（10）与机身本体（5）侧面存在一个内凹的夹角。9.如权利要求1-5任一项所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统，其特征在于：，机体与肩部结构的材质择为尼龙塑料；主动齿轮、从动齿轮的材质为聚甲醛；曲轴与限位杆的材质
是具有自润滑特性的钛合金。10.如权利要求1-9任一权利要求所述的独立驱动仿生蜻蜓机器人系统的控制方法，其特征在于：采用四个tmc4671伺服电机foc控制器及其附属驱动电路实现控制，包括如下步骤：步骤s001：首先由stm32f4主控芯片（406）分别向四个tmc4671芯片发送期望转速与转矩；步骤s002：由tmc4671芯片运算并向驱动电路发出svpwm信号驱动电机转速、转矩与旋转位置；步骤s003：通过磁编码器与电流传感器检测电机转速、位置及电枢电流再传入tmc4671进行逆解得到实际转速、转矩、位置并存储在寄存器中以供调用；步骤s004：tmc4671通过spi总线将解算到的实际转速、转矩、位置返回stm32f4主控芯片（406）实现闭环控制，并在下一个控制周期中发送期望转速与转矩。

技术总结
本发明提供了一种独立驱动仿生蜻蜓机器人系统及其FOC控制方法，控制模块安装于机身本体内和多个永磁电机连接，多个所述永磁电机独立控制，通信模块和天线安装机身本体的后侧，左目相机与右目相机分别安装于机身本体的左前端与右前端，所述机身本体上设有偶数对翅膀，每个翅膀通过肩部结构和机身本体连接。本发明具备视觉环境感知模块，该模块由小型双目相机组成，能够自主的获得环境的图像三维信息，从而能够实现与环境的交互并对具体的任务和飞行状态进行分析与决策，具有比现有同类发明专利更高的智能化水平，可以满足更为多样化的任务需求。的任务需求。的任务需求。


技术研发人员：陈巍 成丹果 陈国军 郭铁铮 林羊龙 刘金辉 梁浩南 陈梦醒
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/30