[發(fā)明專利]一種基于拉線編碼器原理的足式機(jī)器人行走測(cè)試保護(hù)平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010215529.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111823274B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 留云;宋夙冕;顧建軍;朱世強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 之江實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 米志鵬

1.一種基于拉線編碼器原理的足式機(jī)器人行走測(cè)試保護(hù)平臺(tái)，其特征在于，包括：

布置在足式機(jī)器人上方且通過(guò)拉繩與足式機(jī)器人連接的隨動(dòng)平板，

與所述隨動(dòng)平板連接的至少兩個(gè)牽引保護(hù)裝置；

所述的牽引保護(hù)裝置包括：

一端與所述隨動(dòng)平板連接的牽引繩索，

由所述牽引繩索繞過(guò)的定滑輪，

與所述定滑輪同軸安裝且拉線一端與隨動(dòng)平板連接的拉線編碼器，

驅(qū)動(dòng)所述牽引繩索釋放和拉緊的伺服電機(jī)，

和處理器，根據(jù)所述拉線編碼器的數(shù)據(jù)，控制伺服電機(jī)進(jìn)行牽引繩索釋放或拉緊，調(diào)節(jié)牽引繩索的長(zhǎng)度；

所述的處理器當(dāng)前足式機(jī)器人位置信息計(jì)算非保護(hù)狀態(tài)下繩長(zhǎng)l1、l2、l3、l4，并與初始化的繩長(zhǎng)信息做差，得到上電時(shí)刻的牽引繩索拉動(dòng)的繩長(zhǎng)；

所述的處理器根據(jù)拉線編碼器的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到隨動(dòng)平板當(dāng)前的高度信息，根據(jù)所述的高度信息判斷是否執(zhí)行保護(hù)；所述的處理器根據(jù)足式機(jī)器人所處位置信息，計(jì)算獲取保護(hù)狀態(tài)和非保護(hù)狀態(tài)的繩長(zhǎng)信息，具體的運(yùn)算方法如下：

給出空間內(nèi)兩點(diǎn)A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)之間距離的計(jì)算公式為f(A,B)＝sqrt[(x1-x2)^2+(y1-y2)^2+(z1-z2)^2]；

對(duì)于非保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)足式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到(x,y)時(shí)，隨動(dòng)平板四個(gè)連接點(diǎn)的坐標(biāo)位置分別為Q1(x-m/2,y+m/2,h+S1)、Q2(x-m/2,y-m/2,h+S1)、Q3(x+m/2,y-m/2,h+S1)和Q4(x+m/2,y+m/2,h+S1)，求解繩長(zhǎng)分別為l1＝f(Q1,P1)、l2＝f(Q2,P2)、l3＝f(Q3,P3)、l4＝f(Q4,P4)；

對(duì)于保護(hù)狀態(tài)，當(dāng)足式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到(x,y)時(shí)，隨動(dòng)平板向上運(yùn)動(dòng)至(h+S0)高度，四個(gè)連接點(diǎn)的坐標(biāo)位置分別為Q1’(x-m/2,y+m/2,h+S0)、Q2’(x-m/2,y-m/2,h+S0)、Q3’(x+m/2,y-m/2,h+S0)和Q4’(x+m/2,y+m/2,h+S0)，求解繩長(zhǎng)分別為l1’＝f(Q1’,P1)、l2’＝f(Q2’,P2)、l3’＝f(Q3’,P3)、l4’＝f(Q4’,P4)；

在足式機(jī)器人的測(cè)試過(guò)程中，處理器根據(jù)拉線編碼器的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲取的機(jī)器人位置信息(x,y)，更新繩長(zhǎng)信息l1、l2、l3、l4和l1’、l2’、l3’、l4’控制牽引繩索釋放和拉伸，使隨動(dòng)平板隨機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于拉線編碼器原理的足式機(jī)器人行走測(cè)試保護(hù)平臺(tái)，其特征在于，所述的牽引保護(hù)裝置還包括一數(shù)據(jù)采集控制卡，用于采集拉線編碼器的數(shù)據(jù)并傳給處理，并向所述伺服電機(jī)發(fā)送處理器輸出的牽引繩索長(zhǎng)度控制信號(hào)。

3.如權(quán)利要求2所述的基于拉線編碼器原理的足式機(jī)器人行走測(cè)試保護(hù)平臺(tái)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集控制卡包括：

電源模塊，用于為拉線編碼器和伺服電機(jī)供電；

通訊模塊，用于處理器與伺服電機(jī)的通訊；

和數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集拉線編碼器信號(hào)，處理后得到拉線編碼器的數(shù)據(jù)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于拉線編碼器原理的足式機(jī)器人行走測(cè)試保護(hù)平臺(tái)，其特征在于，在足式機(jī)器人的直立狀態(tài)進(jìn)行初始化，根據(jù)所處位置信息，保持各牽引保護(hù)裝置內(nèi)的牽引繩索張緊使隨動(dòng)平板保持水平，并記錄各牽引繩索的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求1所述的基于拉線編碼器原理的足式機(jī)器人行走測(cè)試保護(hù)平臺(tái)，其特征在于，所述的處理器根據(jù)拉線編碼器的繩長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到足式機(jī)器人的位姿信息，判斷機(jī)器人是否處于穩(wěn)定行走狀態(tài)；

當(dāng)位姿信息超過(guò)穩(wěn)定行走的閾值時(shí)，判定為摔倒，進(jìn)入牽引保護(hù)狀態(tài)，各牽引繩索的長(zhǎng)度調(diào)至l1’、l2’、l3’和l4’長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)足式機(jī)器人的保護(hù)。