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原文传递超大型六肢腿履带足极地科考车跨越雪丘步态规划方法

专利名称：	超大型六肢腿履带足极地科考车跨越雪丘步态规划方法
摘要：	本发明涉及一种超大型六肢腿履带足极地科考车跨越雪丘步态规划方法。本发明主要解决极地车遇到雪丘时因肢腿大跨度动作造成整车重心失稳的技术问题。本发明的技术方案是，一种超大型六肢腿履带足极地科考车跨越雪丘步态规划方法，其包括以下步骤：第一步骤，当科考车上的测距传感器监测到前方有雪丘时，六个履带足全部停止前进，科考车整体保持不动，开始进行跨越雪丘动作准备；第二步骤，肢腿展开；第三步骤，前行跨越雪丘；第四步骤，肢腿回笼。所述肢腿展开、肢腿回笼步态规划中，履带足始终与冰面保持接触，避免科考车跨越障碍时，车体出现严重偏移和倾侧问题，保证了这种超大型六肢腿履带足极地科考车在横跨南极雪丘、雪垄时平稳行进。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原科技大学
发明人：	赵富强;常宝玉;黄庆学;张晓东;郭井学;窦银科;杜鹏阳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910804080.9
公开号：	CN110481666A
分类号：	B62D57/02(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	030024 山西省太原市万柏林区窊流路66号
主权项：	1.一种超大型六肢腿履带足极地科考车跨越雪丘步态规划方法，其特征在于：包括以下步骤，第一步骤，当科考车上的测距传感器监测到前方有雪丘时，六个履带足全部停止前进，科考车整体保持不动，开始进行跨越雪丘动作准备；第二步骤，肢腿展开： 1)科考车上的测距传感器测量出雪丘宽度为b，依据前端两肢腿连接的履带足之间的距离B和履带足车身宽度L2，计算前端两肢腿连接的履带足需要移动的水平距离，计算水平距离的公式为L1＝(B+L2-b)/2； 2)建立平面直角坐标系：以所需要转动肢腿连接的转动关节中心在地面的投影为圆心，科考车行驶的方向为y轴，垂直于y轴且肢腿要偏转的方向为x轴，建立平面直角坐标系x-y； 3)计算履带足的行驶路程L：以左前肢腿展开为例，左前肢腿的履带足回转装置圆心在地面的投影为A(x1，y1)，左前肢腿的履带足回转装置圆心移动后到达的位置在地面的投影为A’(x1’，y1’)，左前肢腿的转动关节中心在地面的投影为左前肢腿展开动作的相对坐标圆心Oe，左前肢腿的履带足回转装置圆心与Oe在地面的投影距离为半径r，可得 x1'＝x1+L1， A-A’点之间的直线距离为d， sinα＝d/2r， A-A’间弧长公式为整合上述公式可得履带足的行驶路程为 4)依据履带足行驶路程L，前后四组肢腿依次向科考车外侧转动；即左前肢腿连接的转动关节解锁转动，左前肢腿连接的履带足带动左前肢腿以左前肢腿连接的转动关节中心为圆心向左中肢腿方向逆时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置A’后左前肢腿连接的履带足停止行进，左前肢腿连接的转动关节锁定，此后左前肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，左前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在展开过程中相对位置保持不动；右前肢腿连接的转动关节解锁转动，右前肢腿连接的履带足带动右前肢腿以右前肢腿连接的转动关节中心为圆心向右中肢腿方向顺时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置B’后右前肢腿连接的履带足停止行进，右前肢腿连接的转动关节锁定，此后右前肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，右前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在展开过程中相对位置保持不动；左后肢腿连接的转动关节解锁转动，左后肢腿连接的履带足带动左后肢腿以左后肢腿连接的转动关节中心为圆心向左中肢腿方向顺时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置C’后左后肢腿连接的履带足停止行进，左后肢腿连接的转动关节锁定，此后左后肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，左后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在展开过程中相对位置保持不动；右后肢腿连接的转动关节解锁转动，右后肢腿连接的履带足带动右后肢腿以右后肢腿连接的转动关节中心为圆心向右中肢腿方向逆时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置D’后右后肢腿连接的履带足停止行进，右后肢腿连接的转动关节锁定，此后右后肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，右后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在展开过程中相对位置保持不动；第三步骤，前行跨越雪丘：所述的左前、右前、左后、右后肢腿展开动作全部完成后，科考车向前行进，从雪丘上方越过，科考车上的测距传感器时刻检测雪丘，科考车调节履带足行驶方向，确保履带足不在雪丘表面行驶，上述过程中科考车六组肢腿与平台保持相对位置不变；第四步骤，肢腿回笼：当科考车上的测距传感器检测到科考车六个履带足完全越过雪丘并且能保证科考车恢复初始状态所需距离L3时，科考车停止前进，前后四肢腿依次转回初始位置，继续前进。式中L3为科考车后端履带足车尾距雪丘的垂直距离。 2.根据权利要求1所述的一种超大型六肢腿履带足极地科考车跨越雪丘步态规划方法，其特征在于：所述肢腿回笼的步骤为：左前肢腿连接的转动关节解锁转动，左前肢腿连接的履带足带动左前肢腿以左前肢腿连接的转动关节中心为圆心向远离左中肢腿方向顺时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置A后左前肢腿连接的履带足停止行进，左前肢腿连接的转动关节锁定，此后左前肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，左前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在回笼过程中相对位置保持不动；右前肢腿连接的转动关节解锁转动，右前肢腿连接的履带足带动右前肢腿以右前肢腿连接的转动关节中心为圆心向远离右中肢腿方向逆时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置B后右前肢腿连接的履带足停止行进，右前肢腿连接的转动关节锁定，此后右前肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，右前肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在回笼过程中相对位置保持不动；左后肢腿连接的转动关节解锁转动，左后肢腿连接的履带足带动左后肢腿以左后肢腿连接的转动关节中心为圆心向远离左中肢腿方向逆时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置C后左后肢腿连接的履带足停止行进，左后肢腿连接的转动关节锁定，此后左后肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，左后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在回笼过程中相对位置保持不动；右后肢腿连接的转动关节解锁转动，右后肢腿连接的履带足带动右后肢腿以右后肢腿连接的转动关节中心为圆心向远离右中肢腿方向顺时针转动，转动角度为2α，α不超过45度，行驶路程L，其轨迹为圆弧形状，到达预定位置D后右后肢腿连接的履带足停止行进，右后肢腿连接的转动关节锁定，此后右后肢腿连接的履带足原地转回初始行驶方向，右后肢腿上的上肢腿、下肢腿、腿关节在回笼过程中相对位置保持不动。
所属类别：	发明专利