[發明專利]一種水下仿生球形/半球形機器人及其運動控制方法

有效

• 申請號: 202110450058.6
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113148076B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 邢會明;葉秀芬;陳尚澤;劉文智;李海波;王璘;梅新奎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52
• 代理公司: 北京睿派知識產權代理事務所(普通合伙) 11597
• 代理人: 劉鋒

1.一種水下仿生球形/半球形機器人的運動控制方法，所述機器人赤道面周向分布至少四組腿部機構，每組所述腿部機構至少包括依次連接的第一水平轉動關節、第一連桿、第一垂直轉動關節及遠端連接的推進器，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，以所述機器人為中心，沿機器人周向對空間進行區域劃分；

步驟2，確定期望航跡點位置，計算所述機器人與所述期望航跡點的距離，比較所述距離與距離閾值；

步驟3，若所述距離大于所述距離閾值，啟動機器人巡航模式，執行步驟4；否則，啟動機器人位置控制模式，執行步驟5；

步驟4，驅動所述第一水平轉動關節，將至少部分所述腿部機構的所述第一連桿調整至指向所述期望航跡點所在區域的對角區域，執行步驟6；

步驟5，驅動所述第一水平轉動關節，將各個所述腿部機構的所述第一連桿調整至圍繞所述機器人赤道面的中心軸中心對稱，執行步驟7；

步驟6，在所述巡航模式下，控制所述推進器、所述第一垂直轉動關節實現所述機器人的水平方向運動和/或垂直方向運動；

步驟7，在所述位置控制模式下，控制所述推進器、所述第一垂直轉動關節實現所述機器人的水平方向運動和/或垂直方向運動；

所述機器人沿赤道面周向等間隔設置所述腿部機構分別對應的連接位；

所述步驟1中，以赤道面中心指向各個所述連接位的延伸線為基準線，生成垂直于所述赤道面的分割面，將所述空間劃分成至少四個區域；

所述機器人包括四組所述腿部機構，所述步驟4中，兩組所述腿部機構的所述第一連桿調整至指向所述期望航跡點所在區域，另外兩組所述腿部機構的所述第一連桿調整至指向所述期望航跡點所在區域的對角區域。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述腿部機構還包括第二垂直轉動關節和第二連桿，并由第一水平轉動關節、第一連桿、第二垂直轉動關節、第二連桿、第一垂直轉動關節及推進器，從近端至遠端依次連接構成。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟4中，各個所述腿部機構的所述第一連桿調整至互相平行。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5中，各個所述腿部機構的所述第一連桿調整至其延伸線相交于所述赤道面中心軸。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟6中，實時計算所述機器人與所述期望航跡點的距離，比較所述距離與距離閾值，若所述距離小于所述距離閾值，則啟動機器人位置控制模式，執行步驟5。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟7中，如果所述機器人與所述期望航跡點的距離小于誤差閾值，則維持相對位置。

7.一種水下仿生球形/半球形機器人，其特征在于，包括處理器、存儲器以及存儲在所述存儲器中且被配置為由所述處理器執行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1至6中任意一項所述的運動控制方法。