[發(fā)明專利]滾刷式全向行走的機(jī)器人及其行走控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110320471.0
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113075929A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張振;梁春林;許槐杰;段云峰;歐保全;楊鍇
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市伽利略機(jī)器人有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳市輝泓專利代理有限公司 44510
• 代理人: 劉海軍

1.滾刷式全向行走的機(jī)器人，其特征在于，包括底盤(1)，所述底盤(1)上設(shè)有兼作行走輪的至少三個轉(zhuǎn)動滾刷(2)，所述轉(zhuǎn)動滾刷(2)繞其軸線轉(zhuǎn)動，所述底盤(1)上設(shè)有點(diǎn)B，所述至少三個轉(zhuǎn)動滾刷(2)繞所述點(diǎn)B周向均勻分布，且各轉(zhuǎn)動滾刷(2)的軸線在底盤(1)上的投影穿過所述點(diǎn)B。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾刷式全向行走的機(jī)器人，其特征在于，所述底盤(1)上設(shè)有與各個轉(zhuǎn)動滾刷(2)相對應(yīng)用于驅(qū)動轉(zhuǎn)動滾刷(2)轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾刷式全向行走的機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動滾刷(2)的外周側(cè)上設(shè)有拖布。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾刷式全向行走的機(jī)器人，其特征在于，所述點(diǎn)B位于所述底盤(1)的幾何中心。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾刷式全向行走的機(jī)器人，其特征在于，所述底盤(1)上設(shè)有三個轉(zhuǎn)動滾刷(2)或四個轉(zhuǎn)動滾刷(2)。

6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的滾刷式全向行走的機(jī)器人行走控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，根據(jù)移動路徑計算得出移動過程中機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)，所述機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)包括機(jī)器人轉(zhuǎn)動角速度w_bz的大小和方向，機(jī)器人移動速度V的大小和方向；

S2，中央控制單元接收所述機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)，并根據(jù)機(jī)器人轉(zhuǎn)動角速度w_bz的大小和方向以及機(jī)器人移動速度V的大小和方向計算得出各轉(zhuǎn)動滾刷(2)的轉(zhuǎn)速u；

S3，根據(jù)計算得出的各轉(zhuǎn)動滾刷(2)的轉(zhuǎn)速u控制各轉(zhuǎn)動滾刷(2)對應(yīng)轉(zhuǎn)動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滾刷式全向行走的機(jī)器人行走控制方法，其特征在于，在步驟S2中，中央控制單元以機(jī)器人所在環(huán)境建立世界坐標(biāo)系{S}和以底盤(1)上的點(diǎn)B為原點(diǎn)建立相對機(jī)器人固定不動的機(jī)器坐標(biāo)系{E}，機(jī)器坐標(biāo)系{E}與世界坐標(biāo)系{S}的偏轉(zhuǎn)角設(shè)為θ，對單個轉(zhuǎn)動滾刷(2)進(jìn)行計算時，該轉(zhuǎn)動滾刷(2)線速度V₁的方向與機(jī)器坐標(biāo)系{E}的X軸夾角為Ψ，該轉(zhuǎn)動滾刷(2)線速度V₁的方向與世界坐標(biāo)系{S}的X軸夾角α＝θ+Ψ，所述機(jī)器人移動速度V的方向與世界坐標(biāo)系{S}的X軸夾角為β，所述機(jī)器人移動速度V在世界坐標(biāo)系{S}的X軸的速度v_bx為：

v_bx＝Ｖ*cos(β)；

所述機(jī)器人移動速度V在世界坐標(biāo)系{S}的y軸的速度v_by為：

v_by＝Ｖ*sin(β)；

所述轉(zhuǎn)動滾刷(2)的線速度V₁為：

V₁＝-w_bz*d+v_bx*cos(α)+v_by*sin(α)；

其中d為轉(zhuǎn)動滾刷(2)中心至點(diǎn)B在水平面的投影距離，w_bz為機(jī)器人轉(zhuǎn)動角速度，α為轉(zhuǎn)動滾刷線速度V₁的方向與世界坐標(biāo)系{S}的X軸的夾角；

通過公式：

得出轉(zhuǎn)動滾刷(2)的轉(zhuǎn)速u，其中r為轉(zhuǎn)動滾刷(2)的半徑，∏是圓周率。