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原文传递用于玻璃幕墙检测的六足机器人系统及其运动控制方法

专利名称：	用于玻璃幕墙检测的六足机器人系统及其运动控制方法
摘要：	本发明公开一种用于玻璃幕墙检测的六足机器人系统及其运动控制方法，所述六足机器人系统包括：六足机器人本体、控制系统，所述的六足机器人本体包括规则六边形结构的机身主体、活动设在所述机身主体上的六条肢体，每条所述的肢体均串联地设置有四个主动关节，其中每条肢体末端均通过球铰与真空吸盘连接；所述的控制系统通过电路与各肢体的主动关节与真空吸盘相连接，用于控制各肢体的协调运动及真空吸盘的吸放。本发明实现六足机器人自身全方位的平滑运动，并研究了六足机器人从地面攀爬至垂直墙体的步态设计方法，可在ROS进行步态仿真，也可通过ROS的可视化软件进行人机交互，发送机器人控制指令及实时监视机器人状态。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	华南理工大学
发明人：	黄林青;魏武;孙金权;高勇;何振勇;周翔;陈逸东
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
申请号：	CN201910142414.0
公开号：	CN109795575A
代理机构：	广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：	何淑珍;黄海波
分类号：	B62D57/032(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区五山路381号
主权项：	1.一种用于玻璃幕墙检测的六足机器人系统，其特征在于，包括：六足机器人本体、控制系统，所述的六足机器人本体包括规则六边形结构的机身主体(1)、活动设在所述机身主体上的六条肢体，每条所述的肢体均串联地设置有四个主动关节，其中每条肢体末端均通过球铰与真空吸盘连接；所述的控制系统通过电路与各肢体的主动关节与真空吸盘(6)相连接，用于控制各肢体的协调运动及真空吸盘的吸放。 2.根据权利要求1所述的六足机器人系统，其特征在于，所述的四个主动关节包括依次连接的髋关节(2)、股关节(3)、胫关节(4)、踝关节(5)。 3.根据权利要求1所述的六足机器人系统，其特征在于，所述的控制系统包括上位机、下位机、六个四轴IONICUBE主板以及急停按钮，各四轴IONICUBE主板分别与对应肢体的各主动关节电路连接，所述个四轴IONICUBE主板以及急停按钮通过总线相连接，所述的下位机通过USB适配器与总线相连，用于发送指令同时控制各主动关节、真空吸盘的闭合；所述上位机与下位机信号连接，用于发送指令、接收反馈和显示数据。 4.根据权利要求1所述的六足机器人系统，其特征在于，所述下位机采用树莓派微型电脑，其为装有机器人操作系统ROS和Ubuntu Linux操作系统的微型计算机，用于simplemotion控制、通过STM32控制吸盘的闭合、电机零位调整。 5.根据权利要求4所述的六足机器人系统，其特征在于，所述的simple motion控制包括：开/关总线、使能电机、腿复位、清除错误、初始化和清空缓存控制。 6.根据权利要求3所述的六足机器人系统，其特征在于，所述的上位机是一台装有机器人操作系统ROS和Ubuntu Linux操作系统的PC机，用于向所述下位机发送指令、接收反馈和显示数据、RVIZ人机交互。 7.根据权利要求3所述的六足机器人系统，其特征在于，所述的所述上位机与下位机之间通过无线路由器，并使用基于ROS的通信协议进行连接。 8.根据权利要求1所述的六足机器人系统，其特征在于，所述六足机器人本体上安装有玻璃检测相关的传感器，用于根据接收反馈的信息判断玻璃质量。 9.一种如权利要求1至8中任一项所述六足机器人系统的行走步态控制方法，其特征在于，包括步骤： S1:机器人初始姿态确定； S2:根据所设计的步态确定支撑相与运动周期时间之比，即支撑相的占空比； S3:给定机器人的步幅S和抬腿的最大高度H； S4:采用三角函数插值来规划机器人足端的轨迹； S5:让驱动电机转到期望的位置； S6：判断电机转到期望位置后是否需要切换步态，若是则回到步骤S2；若否则继续执行下一个步骤； S7：判断此时机器人的动作是否已经完成，若是则退出程序，若否则根据步骤S2的步幅S和抬腿的最大高度H的数值继续执行步骤S3。 10.一种如权利要求1至8中任一项所述六足机器人系统的攀爬步态控制方法，其特征在于，包括步骤： S1:行走-攀爬步态初始化； S2:行走至墙体的正前方可达工作空间内； S3:前后腿并拢； S4:前腿从地面跨越至墙体； S5:旋转和平移动作； S6:跨步； S7:旋转和平移动作； S8:跨步； S9:后腿从地面跨越至墙体； S10：恢复最初的姿态； S11：选择所需的步态在墙体上行走。
所属类别：	发明专利