[發(fā)明專利]超大型六肢腿履帶足極地科考車跨越雪丘步態(tài)規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910804080.9
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN110481666B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙富強;常寶玉;黃慶學(xué);張曉東;郭井學(xué);竇銀科;杜鵬陽
• 申請（專利權(quán)）人: 太原科技大學(xué);太原理工大學(xué);中國極地研究中心
• 主分類號: B62D57/02
• 分類號: B62D57/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超大型六肢腿履帶足極地科考車跨越雪丘步態(tài)規(guī)劃方法，其特征在于：包括以下步驟，

第一步驟，當(dāng)科考車上的測距傳感器監(jiān)測到前方有雪丘時，六個履帶足全部停止前進，科考車整體保持不動，開始進行跨越雪丘動作準(zhǔn)備；

第二步驟，肢腿展開：

1)科考車上的測距傳感器測量出雪丘寬度為b，依據(jù)前端兩肢腿連接的履帶足之間的距離B和履帶足車身寬度L₂，計算前端兩肢腿連接的履帶足需要移動的水平距離，計算水平距離的公式為L₁＝(B+L₂-b)/2；

2)建立平面直角坐標(biāo)系：以所需要轉(zhuǎn)動肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心在地面的投影為圓心，科考車行駛的方向為y軸，垂直于y軸且肢腿要偏轉(zhuǎn)的方向為x軸，建立平面直角坐標(biāo)系x-y；

3)計算履帶足的行駛路程L：以左前肢腿展開為例，左前肢腿的履帶足回轉(zhuǎn)裝置圓心在地面的投影為A(x₁，y₁)，左前肢腿的履帶足回轉(zhuǎn)裝置圓心移動后到達(dá)的位置在地面的投影為A’(x₁’，y₁’)，左前肢腿的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心在地面的投影為左前肢腿展開動作的相對坐標(biāo)圓心Oe，左前肢腿的履帶足回轉(zhuǎn)裝置圓心與Oe在地面的投影距離為半徑r，可得

x₁'＝x₁+L₁，

A-A’點之間的直線距離為d，

sinα＝d/2r，

A-A’間弧長公式為

整合上述公式可得履帶足的行駛路程為

4)依據(jù)履帶足行駛路程L，前后四組肢腿依次向科考車外側(cè)轉(zhuǎn)動；即左前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，左前肢腿連接的履帶足帶動左前肢腿以左前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向左中肢腿方向逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置A’后左前肢腿連接的履帶足停止行進，左前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后左前肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，左前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在展開過程中相對位置保持不動；

右前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，右前肢腿連接的履帶足帶動右前肢腿以右前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向右中肢腿方向順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置B’后右前肢腿連接的履帶足停止行進，右前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后右前肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，右前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在展開過程中相對位置保持不動；

左后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，左后肢腿連接的履帶足帶動左后肢腿以左后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向左中肢腿方向順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置C’后左后肢腿連接的履帶足停止行進，左后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后左后肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，左后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在展開過程中相對位置保持不動；

右后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，右后肢腿連接的履帶足帶動右后肢腿以右后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向右中肢腿方向逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置D’后右后肢腿連接的履帶足停止行進，右后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后右后肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，右后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在展開過程中相對位置保持不動；

第三步驟，前行跨越雪丘：所述的左前、右前、左后、右后肢腿展開動作全部完成后，科考車向前行進，從雪丘上方越過，科考車上的測距傳感器時刻檢測雪丘，科考車調(diào)節(jié)履帶足行駛方向，確保履帶足不在雪丘表面行駛，上述過程中科考車六組肢腿與平臺保持相對位置不變；

第四步驟，肢腿回籠：當(dāng)科考車上的測距傳感器檢測到科考車六個履帶足完全越過雪丘并且能保證科考車恢復(fù)初始狀態(tài)所需距離L₃時，科考車停止前進，前后四肢腿依次轉(zhuǎn)回初始位置，繼續(xù)前進；

式中L₃為科考車后端履帶足車尾距雪丘的垂直距離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大型六肢腿履帶足極地科考車跨越雪丘步態(tài)規(guī)劃方法，其特征在于：所述肢腿回籠的步驟為：左前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，左前肢腿連接的履帶足帶動左前肢腿以左前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向遠(yuǎn)離左中肢腿方向順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置A后左前肢腿連接的履帶足停止行進，左前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后左前肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，左前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在回籠過程中相對位置保持不動；

右前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，右前肢腿連接的履帶足帶動右前肢腿以右前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向遠(yuǎn)離右中肢腿方向逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置B后右前肢腿連接的履帶足停止行進，右前肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后右前肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，右前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在回籠過程中相對位置保持不動；

左后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，左后肢腿連接的履帶足帶動左后肢腿以左后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向遠(yuǎn)離左中肢腿方向逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置C后左后肢腿連接的履帶足停止行進，左后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后左后肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，左后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在回籠過程中相對位置保持不動；

右后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)解鎖轉(zhuǎn)動，右后肢腿連接的履帶足帶動右后肢腿以右后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)中心為圓心向遠(yuǎn)離右中肢腿方向順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度為2α，α不超過45度，行駛路程L，其軌跡為圓弧形狀，到達(dá)預(yù)定位置D后右后肢腿連接的履帶足停止行進，右后肢腿連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)鎖定，此后右后肢腿連接的履帶足原地轉(zhuǎn)回初始行駛方向，右后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿關(guān)節(jié)在回籠過程中相對位置保持不動。