[發(fā)明專利]仿生承載機(jī)器人裝置及其選擇步態(tài)模式的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810858621.1
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN110775179A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱冰;馬馳;趙健;平翊函;李偉男
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B62D57/032
• 分類號: B62D57/032
• 代理公司: 11465 北京慕達(dá)星云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 李冉

1.一種仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，包括：載運(yùn)臺、機(jī)架、三自由度單腿和控制系統(tǒng)，其中，所述載運(yùn)臺安裝在所述機(jī)架頂端，并通過孔槽結(jié)構(gòu)與所述機(jī)架配合連接；所述機(jī)架兩側(cè)均安裝有四個(gè)所述三自由度單腿，且兩兩對稱設(shè)置；所述控制系統(tǒng)包括壓力傳感器、主控板和供電電源，所述壓力傳感器設(shè)置于所述載運(yùn)臺與所述機(jī)架的連接處，所述機(jī)架的中央位置設(shè)置有支架，所述主控板和所述供電電源均設(shè)置在所述支架上；所述供電電源和所述壓力傳感器均與所述主控板電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，所述三自由度單腿包括直線電機(jī)、髖關(guān)節(jié)、舵機(jī)一、股關(guān)節(jié)、舵機(jī)二和脛關(guān)節(jié)，所述直線電機(jī)固定安裝在所述機(jī)架的一側(cè)，所述髖關(guān)節(jié)安裝在所述直線電機(jī)的傳動(dòng)軸上，所述髖關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離所述直線電機(jī)的一側(cè)依次連接有所述舵機(jī)一、所述股關(guān)節(jié)、所述舵機(jī)二、所述脛關(guān)節(jié)，所述髖關(guān)節(jié)與所述舵機(jī)一轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述脛關(guān)節(jié)與所述舵機(jī)二轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述舵機(jī)一和所述舵機(jī)二均與所述股關(guān)節(jié)固定連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)和所述脛關(guān)節(jié)上均安裝有主舵盤和副舵盤，所述主舵盤和所述副舵盤相對設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，安裝在所述髖關(guān)節(jié)上的所述主舵盤和所述副舵盤與所述舵機(jī)一的輸出軸一轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，安裝在所述脛關(guān)節(jié)上的所述主舵盤和所述副舵盤與所述舵機(jī)二的輸出軸二轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，所述機(jī)架兩側(cè)均設(shè)置有滑道，所述直線電機(jī)帶動(dòng)所述髖關(guān)節(jié)在所述滑道內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生承載機(jī)器人裝置，其特征在于，所述直線電機(jī)、所述舵機(jī)一和所述舵機(jī)二均與所述主控板電性連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生承載機(jī)器人裝置選擇步態(tài)模式的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：設(shè)定額定載荷，

S2：通過壓力傳感器檢測實(shí)際載荷，并將實(shí)際載荷與額定載荷對比；

S3：選擇一種預(yù)設(shè)的步態(tài)；

S4：仿生承載機(jī)器人裝置以當(dāng)前的步態(tài)模式運(yùn)動(dòng)；

S5：若負(fù)載變化，則返回步驟S3，若負(fù)載不變，則返回步驟S4。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仿生承載機(jī)器人裝置選擇步態(tài)模式的方法，其特征在于，步態(tài)的選擇算法為：

三自由度單腿處于支撐相的時(shí)間與整個(gè)步態(tài)周期之比定義為三自由度單腿的有荷系數(shù)，記作β，有β＝1-T_P/T_W，其中，T_P為三自由度單腿處于擺動(dòng)相的時(shí)間，T_W為步態(tài)周期；T_W從2T_P逐漸增加到8T_P的過程中，波形步態(tài)的邁步次序呈現(xiàn)七種形式，設(shè)定有荷系數(shù)為3/4的Ⅲ型步態(tài)模式下的最大載荷為仿生承載機(jī)器人裝置的額定載荷，將實(shí)際載荷與額定載荷作對比，若實(shí)際載荷小于等于額定載荷，選擇同型或低型步態(tài)模式，若實(shí)際載荷大于額定載荷，選擇高型步態(tài)模式。