基于 ESP32-C3 的人类无人机器人无线力矩反馈平衡控制系统
机器人学
2025-12-25 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
在单支撑相位维持稳定性是人类无人机器人技术中的根本挑战，尤其是需要复杂动作和高机械自由度的舞蹈机器人。传统的有线传感器配置常常限制关节运动并引入机械噪声。本研究提出了一种用于维持不均匀表面上稳定性的无线嵌入式平衡系统。系统利用集成四个力细胞的定制脚部单元和 ESP32-C3 微控制器实时估计力矩中心 (CoP)。CoP 数据经无线传输至主控制器，以减少 29 自由度 VI-ROSE 人类无人机器人的线束复杂度。实现了基于 CoP 反馈的 PID 控制策略，用于调整胸部、髋部和踝关节。实验表明，传感器测量精度高，平均测量误差为 14.8 g。此外，经过优化的 PID 参数 (Kp=0.10, Kd=0.005) 使该控制系统在 3 度倾斜的单腿抬起任务中实现了 100% 的平衡维持成功率。这些结果验证了无线 CoP 反馈在不牺牲机械灵活性的前提下，提高了人类无人机器人姿态稳定性的有效性。
引用
@article{arxiv.2512.21219,
title = {Wireless Center of Pressure Feedback System for Humanoid Robot Balance Control using ESP32-C3},
author = {Muhtadin and Faris Rafi Pramana and Dion Hayu Fandiantoro and Moh Ismarintan Zazuli and Atar Fuady Babgei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.21219},
year = {2025}
}