详情

原文传递一种双足机器人及其行走控制方法

专利名称：	一种双足机器人及其行走控制方法
摘要：	本发明涉及机器人技术领域，公开了一种双足机器人，包括躯干、左腿和右腿，还包括平衡控制系统、压力模块组和平衡精调系统，压力模块组包括左腿压力模块和右腿压力模块，平衡精调系统包括总储液箱、电磁阀、电泵、连接环和调节管，连接环设有伸缩电机，伸缩电机设有伸缩杆，总储液箱与电泵之间设有导管，电泵与调节管之间设有支管，导管和支管上均设有电磁阀；本发明还公开了一种双足机器人的行走控制方法。本发明通过调节调节管内液体的量和调整调节管与左腿或右腿之间的距离来调节机器人的重心，可及时感测机器人倾倒的方向，控制零件的成本低，控制过程简单，可有效的使机器人达到动态平衡。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛黄海学院
发明人：	郑义;刘纪新;曹爱霞;岳庆超;周淑芳;马玉华;宋庆军;于艳杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910323269.6
公开号：	CN109941371A
代理机构：	重庆市信立达专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	包晓静
分类号：	B62D57/032(2006.01);B;B62;B62D;B62D57
申请人地址：	266427 山东省青岛市黄岛区灵海路1145号
主权项：	1.一种双足机器人，包括躯干(1)、左腿(2)和右腿(3)，其特征在于，还包括平衡控制系统、压力模块组和平衡精调系统，所述压力模块组和平衡精调系统均与平衡控制系统相连；所述压力模块组包括左腿(2)压力模块和右腿(3)压力模块，所述左腿(2)压力模块和右腿(3)压力模块分别用于感应左腿(2)脚底和右腿(3)脚底的压力分布情况；所述平衡控制系统用于分析压力模块组感应到的信息和控制平衡精调系统，所述平衡精调系统包括总储液箱(4)、电磁阀(5)、电泵(6)、连接环(7)和调节管(8)，所述总储液箱(4)设于躯干(1)外，所述连接环(7)的数量为四个且分别套设在左腿(2)和右腿(3)的小腿和大腿上，所述调节管(8)分布于连接环(7)的外周，所述调节管(8)与连接环(7)可伸缩连接；所述连接环(7)内与调节管(8)相对的内壁处设有伸缩电机(9)，所述伸缩电机(9)的输出轴设有伸缩杆(10)，所述伸缩杆(10)背离伸缩电机(9)的端部与调节管(8)的内壁相连；所述电泵(6)设于调节管(8)和总储液箱(4)之间，所述总储液箱(4)与电泵(6)之间设有导管(11)，所述电泵(6)与调节管(8)之间设有伸入调节管(8)的底部的支管(12)，所述导管(11)和支管(12)上均设有电磁阀(5)。 2.根据权利要求1所述的一种双足机器人，其特征在于，每个所述连接环(7)的外周的调节管(8)的数量为四个，四个调节管(8)等距分布于连接环(7)的外周，其中两个调节管(8)分别设于左腿(2)或右腿(3)的两侧且两个调节管(8)之间的连线与机器人的行走方向垂直。 3.根据权利要求1所述的一种双足机器人，其特征在于，所述调节管(8)与连接环(7)之间设有伸缩软管(13)。 4.基于权利要求1-3所述的一种双足机器人的行走控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、关节电机驱动左腿(2)抬起，左腿(2)抬起时，左腿(2)脚底的左腿(2)压力模块将感应到的压力信息传输至平衡控制系统，平衡控制系统控制左腿(2)侧的电磁阀(5)全部打开，同时左腿(2)侧的电泵(6)将左腿(2)上所有调节管(8)内的液体抽回总储液箱(4)内，随后关闭导管(11)上的电磁阀(5)； S2、左腿(2)抬起的同时右腿(3)弯曲，同时右腿(3)侧的电磁阀(5)全部开启，右腿(3)侧的电泵(6)将总储液箱(4)内的液体抽入右腿(3)的各个调节管(8)内，此时机器人的重力全部由右腿(3)支撑； S3、右腿(3)脚底的右腿(3)压力模块感应右腿(3)脚底的压力分布情况，并将压力分布信息传输至平衡控制系统，平衡控制系统根据右腿(3)脚底的压力分布情况判断机器人即将倾倒的方向； S4、平衡控制系统控制平衡精调系统工作，通过实时调节右腿(3)上各个调节管(8)内的液体的量以及右腿(3)上不同方位的调节管(8)与右腿(3)之间的距离来维持机器人行走过程中的动态平衡； S5、左腿(2)脚底落地后，抬起右腿(3)，重复上述操作以维持机器人行走过程中的动态平衡。 5.根据权利要求4所述的一种双足机器人的行走控制方法，其特征在于，步骤S4中，当机器人欲朝行走的方向或是与行走方向相反的方向倾倒时，与倾倒方向背离的调节管(8)对应的伸缩电机(9)将调节管(8)向背离机器人倾倒的方向伸出，以将机器人的重心向与倾倒方向相反的方向移动；若上述操作不足以制止机器人倾倒，则继续将位于倾倒方向的调节管(8)对应的电磁阀(5)开启，同时关闭背离倾倒方向的调节管(8)对应的电磁阀(5)，并开启右腿(3)侧的导管(11)上的电磁阀(5)和电泵(6)，电泵(6)将位于倾倒方向的调节管(8)内的液体抽出，以减少机器人位于倾倒方向的重量。 6.根据权利要求4所述的一种双足机器人的行走控制方法，其特征在于，步骤S4中，当机器人的倾倒方向位于同一连接环(7)的两个调节管(8)之间时，平衡控制系统开启上述两个调节管(8)之间的任意一个调节管(8)对应的伸缩电机(9)，伸缩电机(9)将调节管(8)向背离右腿(3)的方向伸出，以将机器人的倾倒方向调整至该调节管(8)所在的方位，随后将与调整后的倾倒方向背离的调节管(8)对应的伸缩电机(9)开启，以将该调节管(8)向背离机器人倾倒的方向伸出，同时将位于机器人倾倒侧的调节管(8)朝右腿(3)移动，以将机器人的重心向与倾倒方向相反的方向移动；若上述操作不足以制止机器人倾倒，则将位于倾倒方向的调节管(8)对应的电磁阀(5)开启，同时关闭背离倾倒方向的调节管(8)对应的电磁阀(5)，并开启右腿(3)侧的导管(11)上的电磁阀(5)和电泵(6)，电泵(6)将位于倾倒方向的调节管(8)内的液体抽出，以减少机器人位于倾倒方向的重量。
所属类别：	发明专利