[發(fā)明專利]一種并聯(lián)式輪足機(jī)器人的全方位步態(tài)切換方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111114666A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文享龍;唐觀榮;周雪峰;蘇澤榮;鄢武;徐智浩
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省智能制造研究所
• 主分類號: B62D57/028
• 分類號: B62D57/028
• 代理公司: 佛山市廣盈專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44339
• 代理人: 李俊

1.一種并聯(lián)式輪足機(jī)器人的全方位步態(tài)切換方法，其特征在于，所述方法包括：

建立并聯(lián)式輪足機(jī)器人的運動學(xué)模型；

基于所述運動學(xué)模型，以單腿工作空間約束和行走穩(wěn)定性約束為考慮條件，規(guī)劃所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的直行間歇步態(tài)和旋轉(zhuǎn)步態(tài)；

基于所述直行間歇步態(tài)和所述旋轉(zhuǎn)步態(tài)，根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走方向和行走姿態(tài)進(jìn)行步態(tài)切換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全方位步態(tài)切換方法，其特征在于，所述建立并聯(lián)式輪足機(jī)器人的運動學(xué)模型包括：

確定所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的質(zhì)心位置；

設(shè)定所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的四條腿中每一條腿在機(jī)身的定位點與每一條腿的足端定位點；

以每一條腿的足端定位點為中心，設(shè)定每一條腿的工作空間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全方位步態(tài)切換方法，其特征在于，所述規(guī)劃所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的直行間歇步態(tài)包括：

按照一定的規(guī)律控制所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的每一條腿的足端依次沿同一軸向向前邁進(jìn)，并且在每一條腿的足端邁進(jìn)的同時保持其余三條腿的足端定位點和四條腿在機(jī)身的定位點不變。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全方位步態(tài)切換方法，其特征在于，所述規(guī)劃所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)步態(tài)包括：

以所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的質(zhì)心為圓心，任意一條腿的足端定位點到質(zhì)心的距離為半徑，規(guī)定所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)路徑；

按照一定的規(guī)律控制所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的每一條腿的足端依次沿所述旋轉(zhuǎn)路徑轉(zhuǎn)動一個角度，并且在每一條腿的足端旋轉(zhuǎn)的同時保持其余三條腿的足端定位點不變，控制四條腿在機(jī)身的定位點同步反方向轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3至4所述的全方位步態(tài)切換方法，其特征在于，所述根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走方向和行走姿態(tài)進(jìn)行步態(tài)切換包括：

根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走方向，進(jìn)行所述直行間歇步態(tài)間的行走切換；

根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走姿態(tài)，進(jìn)行所述直行間歇步態(tài)與所述旋轉(zhuǎn)步態(tài)間的行走切換。

6.一種并聯(lián)式輪足機(jī)器人的全方位步態(tài)切換系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

建立模塊，用于建立并聯(lián)式輪足機(jī)器人的運動學(xué)模型；

規(guī)劃模塊，用于基于所述運動學(xué)模型，以單腿工作空間約束和行走穩(wěn)定性約束為考慮條件，規(guī)劃所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的直行間歇步態(tài)和旋轉(zhuǎn)步態(tài)；

切換模塊，用于基于所述直行間歇步態(tài)和所述旋轉(zhuǎn)步態(tài)，根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走方向和行走姿態(tài)進(jìn)行步態(tài)切換。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全方位步態(tài)切換系統(tǒng)，其特征在于，

所述建立模塊還用于確定所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的質(zhì)心位置；設(shè)定所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的四條腿中每一條腿在機(jī)身的定位點與每一條腿的足端定位點；以每一條腿的足端定位點為中心，設(shè)定每一條腿的工作空間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全方位步態(tài)切換系統(tǒng)，其特征在于，

所述規(guī)劃模塊還用于按照一定的規(guī)律控制所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的每一條腿的足端依次沿同一軸向向前邁進(jìn)，并且在每一條腿的足端邁進(jìn)的同時保持其余三條腿的足端定位點和四條腿在機(jī)身的定位點不變。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全方位步態(tài)切換系統(tǒng)，其特征在于，

所述規(guī)劃模塊還用于以所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的質(zhì)心為圓心，任意一條腿的足端定位點到質(zhì)心的距離為半徑，規(guī)定所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)路徑；按照一定的規(guī)律控制所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的每一條腿的足端依次沿所述旋轉(zhuǎn)路徑轉(zhuǎn)動一個角度，并且在每一條腿的足端旋轉(zhuǎn)的同時保持其余三條腿的足端定位點不變，控制四條腿在機(jī)身的定位點同步反方向轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8至9所述的全方位步態(tài)切換系統(tǒng)，其特征在于，

所述切換模塊還用于根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走方向，進(jìn)行所述直行間歇步態(tài)間的行走切換；根據(jù)所述并聯(lián)式輪足機(jī)器人的行走姿態(tài)，進(jìn)行所述直行間歇步態(tài)與所述旋轉(zhuǎn)步態(tài)間的行走切換。