[發明專利]一種輪腿式機器人的控制方法

有效

• 申請號: 201310189812.0
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN103223673A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 李奇敏;溫皓宇;羅洋;端贛來
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B25J9/18
• 分類號: B25J9/18
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙) 50216
• 代理人: 龍玉洪

技術領域

本發明屬于航天技術領域，特別是涉及一種輪腿式機器人的控制方法。

背景技術

由于月球具有巨大的開發價值，因此對月球的探測越來越重要，從而使得月球探測對機器人的移動性能要求非常高，主要體現在地面適應性、行駛平順性、越障性、自主行駛功能方面。傳統的四輪車因為地面自適應能力差，特別是不能很好的適應不可預知的地況，具有翻越障礙、爬長坡性能較差和轉向不靈活等缺陷，由于在崎嶇路面上車輛容易抖動，車輛遇到左右不等高地形時無法單獨通過傾角判斷被抬離地面的車輪。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠優化機器人行駛平順性，提高機器人輪腿系統對復雜地形表面響應的基于輪腿式機器人控制系統的控制方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種輪腿式機器人的控制方法，輪腿式機器人控制系統包括中央控制芯片、底層控制器、安裝在機器人車身上的三軸加速度傳感器、安裝在車輪端部的壓力傳感器、關節電機驅動控制器、車輪電機驅動控制器和關節角度傳感器，所述壓力傳感器用于對車輪進行輪端壓力檢測，所述三軸加速度傳感器用于檢測車身傾角并輸出車身傾角反饋信號，所述關節角度傳感器用于檢測各關節的傾角、各關節的相對角度值及機器人的車體重心；所述中央控制芯片通過CAN總線與底層控制器雙向連接；所述底層控制器的第一輸出端連接所述關節電機驅動控制器的輸入端，所述底層控制器的第二輸出端連接所述車輪電機驅動控制器的輸入端，所述底層控制器的第一輸入端連接所述壓力傳感器的輸出端，所述底層控制器的第二輸入端連接所述關節角度傳感器的輸出端，所述中央控制芯片的輸入端與所述三軸加速度傳感器的輸出端連接；其特征在于包括以下步驟：

步驟一、中央控制芯片初始化，設定車身傾角閾值θ₀、輪端壓力閾值F₀和車體重心閾值H₀；

步驟二、中央控制芯片采集車身傾角值θ和輪端壓力值F；

步驟三、判斷車身傾角值θ是否大于車身傾角閾值θ₀，當θ>θ₀時，執行下一個步驟，否則重復執行步驟三；

步驟四、計算當前車體重心值H并判斷車體傾斜方向；

設定車身橫向傾角值為θ_y，車身縱向傾角值為θ_x，當θ_x-θ_y<0時，車體為橫向傾斜，執行步驟五；當θ_x-θ_y>0時，車體為縱向傾斜，執行步驟六；

步驟五、當θ_y<0時，車體為左傾，設定機器人右前輪端壓力值為F_rf，右后輪端壓力值為F_rh，右側輪端壓力差為|F₁|，|F₁|=F_rf-F_rh，當|F₁|<F₀時，判斷H-H₀是否大于0，當H-H₀>0時，中央控制芯片發送指令給底層控制器，底層控制器控制右側車輪降低；當H-H₀<0時，中央控制芯片發送指令給底層控制器，底層控制器控制左側車輪抬高；當|F₁|>F₀時，判斷F₁的正負，當F₁>0時，判斷H-H₀是否大于0，當H-H₀>0時，中央控制芯片發送指令給底層控制器，底層控制器控制右前輪抬高，當H-H₀<0時，中央控制芯片發送指令給底層控制器，底層控制器控制右后輪降低；當F₁<0時，判斷H-H₀是否大于0，當H-H₀>0時，中央控制芯片發送指令給底層控制器，底層控制器控制右后輪抬高，當H-H₀<0時，中央控制芯片發送指令給底層控制器，底層控制器控制右前輪降低；