[發明專利]帶有導臂的履帶式移動機器人的攀爬樓梯控制方法

有效

• 申請號: 200910028019.6
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101486360A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 宋愛國;郭晏;唐鴻儒;屈傳坤;曹彥;包加桐;韓益利;崔建偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B62D55/075
• 分類號: B62D55/075
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

1.一種帶有導臂的履帶式小型移動機器人的樓梯攀爬方法，所述帶有導臂的履帶式小型移動機器人包括前輪和后輪，前輪為驅動輪，后輪為隨動輪，左右兩側的前、后輪分別被兩條履帶包覆，組成機器人的行進機構，與機器人前輪共軸安裝有履帶式導臂機構，并以前輪軸為轉動中心，沿機器人行進方向做360度圓周旋轉，在機器人的前方安裝有超聲測距傳感器和紅外測距傳感器，用于測量遙操作履帶式小型移動機器人與前方障礙物之間的距離，在機器人前輪軸安裝有力矩傳感器，用于測量導臂對前輪軸產生的力矩，在機器人幾何中心安裝有兩維姿態傳感器，用于測量機器人的俯仰角度和橫滾角度，在機器人的后部裝有廣角攝像機，用于拍攝到機器人前方的畫面，其特征在于：

步驟1：將履帶式小型移動機器人的車頭對準樓梯并駛向樓梯，利用帶有導臂的履帶式小型移動機器人上的超聲測距傳感器和紅外測距傳感器測量機器人距前方樓梯的距離S，當S＜L-D時，其中，L為帶有導臂的履帶式小型移動機器人導臂的長度，D為帶有導臂的履帶式小型移動機器人前輪的直徑，機器人停止前進，導臂向前旋轉，在與樓梯踏步接觸后繼續向前旋轉，導致車體被抬起，當導臂履帶下側與車體履帶下側位于同一平面上時，導臂停止轉動，帶有導臂的履帶式小型移動機器人開始向前運動攀爬樓梯，當設置于帶有導臂的履帶式小型移動機器人上的超聲測距傳感器和紅外測距傳感器測得的機器人與前方水平方向上的物體之間的距離大于樓梯踏步的水平寬度時，認為帶有導臂的履帶式小型移動機器人的前部已攀爬至樓梯頂部，此時帶有導臂的履帶式小型移動機器人停止攀爬，在機器人攀爬過程中，機器人所搭載的二維姿態傳感器實時檢測機器人與水平面的夾角，通過調整左右履帶的速度，使得二維姿態傳感器檢測到的水平傾角為零，

步驟2：導臂向下旋轉，直到導臂前端與地面接觸，在導臂的旋轉軸上產生轉矩M，當旋轉軸上的轉矩傳感器檢測到轉矩M大于設定值且該設定值大于1牛·米時，導臂停止轉動，機器人繼續向上攀爬，導臂隨機器人的攀爬而脫離與地面的接觸，導臂轉軸上的轉矩隨著消失，此時帶有導臂的履帶式小型移動機器人停止攀爬，

步驟3：重復步驟2，此過程中二維姿態傳感器測量到的車體與水平面夾角也隨機器人攀爬而減小，此時，機器人繼續攀爬至所述夾角不再減小時，停止攀爬，導臂向后旋轉，直到與車體的夾角θ為45度時停止轉動。