[实用新型]手足一体化机器人的操控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别涉及一种手足一体化机器人的操控装置。

背景技术

移动机器人“Mobipulator”车轮与机械手的一体化设计是一体化设计的雏形。“Uni-Rover”的子模块有应用这种思想，然而机械设计较为简单，机械外形主要为一个轮子与一个可操纵机构复合。国际上，“The integrated design of manipulation and combination”的设计理念主要在2009年IEEE国际会议论文IROS中有提及。(Shintaro Mizunuma,Kazuhiro Motomura&Shigeo Hirose.Development of the Arm-Wheel Hybrid Robot“Souki-II”(Total System Design and Basic Components),St.Louis,USA:The 2009IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,2009)，手臂轮混合机器人“Souki-II”是这种设计理念的体现。然而，其设计难度大，因为机械臂与轮体的比例问题，机械臂负载十分小，容易使得机器人主体倾覆。之后，也一直没有人想到更好的设计来解决这个问题。在此之后的研究，还有“RLMA”的研究[2]([2]Yugang Liu&Guangjun Liu，Mobile Manipulation Using Tracks of a Tracked Mobile Robot,St.Louis,USA:The 2009IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems,2009)。一个自重构履带式移动机器人“RLMA”具有多地形适应性，机器人“RLMA”是能够穿越障碍，适合于非结构化环境，且可以完成三种简单操纵模式。但是一体化程度仍不理想，并且履带式移动机构对于室内环境的实用性并不突出，而且增加了移动的负载。

实用新型内容

鉴于此，有必要针对传统技术存在的问题，提供了一种手足一体化机器人的操控装置，解决了传统机器人结构不紧凑，不能灵活的通过狭窄的非结构化空间，移动时负载较多，影响了机器人的续航能力，任务类型单一的问题，能够实现高机动性及全地形适应性以便适应于不同的任务环境；具有仿人类式机械手臂，使其可以完成不同的任务要求；此外，紧凑的手足一体化设计，可以让机器人可以在非结构化的狭窄环境中低功耗、灵活运动。

为达到实用新型目的，提供一种手足一体化机器人的操控装置，所述装置包括：一体化装配模块，用于通过多个总体参数将移动平台以及机械臂执行装配，形成一体化结构；操控模块，用于将所述一体化结构通过预设的气动驱动电路执行操控。

在其中一个实施例中，所述多个总体参数包括：所述手足一体化机器人的质量、体积以及整体功率。

在其中一个实施例中，所述移动平台采用四个呈正方形排列的全向轮步进电机机构。

在其中一个实施例中，所述机械臂包括末端机械手、基座、大臂、小臂以及手腕五个部分。

在其中一个实施例中，所述大臂与所述基座间之间的运动形式为仰俯运动；所述基座自身的运动形式为旋转运动；所述大臂与所述小臂之间的运动形式为仰俯运动；所述手腕的腕部与所述小臂之间的运动形式为仰俯运动；所述手腕的腕部自身的运动形式为旋转运动。

在其中一个实施例中，所述机械臂以六自由度手臂结构形式执行操作，所述机械臂通过舵机驱动实现控制操作。

在其中一个实施例中，所述气动驱动电路包括：真空隔膜泵、微型开关阀、气动回路和吸盘；所述真空隔膜泵，用于产生气动回路中的负压；所述微型开关阀，用于消除气动回路中的负压；所述吸盘由压力传感器以及触觉传感器组成，所述压力传感器，用于检测气动回路中的负压值；所述触觉传感器，用于检测吸盘与壁面的接触状态。

在其中一个实施例中，所述气动驱动电路，用于通过所述真空隔膜泵以及所述微型开关阀产生真空泵和开关阀的驱动信号，控制两吸盘足的吸附和释放操作。

在其中一个实施例中，所述将所述一体化结构通过预设的气动驱动电路执行操控包括：通过预设的所述气动驱动电路执行多种模式操控，其中，所述多种模式包括：足直立态、轮足直立态、全向移动态以及挪动横行态。