[发明专利]一种轮足机器人的隔振装置

说明书

本发明公开了一种轮足机器人的隔振装置，轮足机器人包括机身、两条以上支撑腿及足端，支撑腿采用倒置的Steward平台；每个Steward平台包括上平台、下平台及六个可伸缩缸；隔振装置包括：主动隔振装置和被动隔振装置；主动隔振装置与轮足机器人机身上的控制单元无线连接，其一端与轮足机器人的机身相连，另一端与轮足机器人的上平台相连，用于实时检测轮足机器人每个可伸缩缸受到的拉力/压力值并传递给控制单元，控制单元根据每个可伸缩缸实时受到的拉力/压力值与设定拉力/压力阈值的差值实时控制对应可伸缩缸的伸缩量，从而达到主动隔振；上平台通过被动隔振装置与轮足机器人的足端相连，被动减振装置用于缓冲过滤低频振动。

技术领域

本发明涉及隔振技术领域，具体涉及一种轮足机器人的隔振装置及其主动隔振的控制方法。

背景技术

近年来，移动机器人作为一类特种机器人朝着智能化、多样化和集成化方向发展。未来的移动机器人应该具有行动决策和规划以及自动执行规划的能力，集智能控制、信息处理、检测与转换等专业技术为一体的系统。轮足机器人是轮与足通过不同方式组合而成的一种新型移动机器人，它兼具了轮式机器人和足式机器人的优点，同时弥补了各自的不足，已经成为移动机器人技术的一个新的发展方向。在复杂地形下，轮足机器人的振动给机器人的稳定性带来了很大影响，如何减小甚至抵消来自路面产生的振动是一个研究的热点。目前，并联式的轮足机器人中尚没有较好的主动隔振装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种轮足机器人的隔振装置及其主动隔振的控制方法，能够适应多种地形并主动减少机器人在行进中的振动。

本发明隔振装置的技术方案为：一种轮足机器人的隔振装置，所述轮足机器人包括机身、设置在机身下方的两条以上支撑腿及与支撑腿一一对应连接的足端，所述轮足机器人采用倒置的Steward平台作为支撑腿；所述Steward平台包括上平台、下平台及并列连接在上平台和下平台之间的可伸缩缸；每个Steward平台中包括六个可伸缩缸，每个可伸缩缸的缸体端与下平台相连，活塞端与上平台相连，所述上平台通过被动隔振装置与轮足机器人的足端相连；所述下平台与轮足机器人的机身相连；

所述隔振装置包括：主动隔振装置和被动隔振装置；所述主动隔振装置与轮足机器人机身上的控制单元无线连接，其一端与轮足机器人的机身相连，另一端与轮足机器人的上平台相连，用于实时检测所述轮足机器人每个可伸缩缸受到的拉力/压力值并传递给控制单元，控制单元根据每个可伸缩缸实时受到的拉力/压力值与设定拉力/压力阈值的差值实时控制对应可伸缩缸的伸缩量，从而达到主动隔振；所述上平台通过被动隔振装置与轮足机器人的足端相连，所述被动减振装置用于缓冲过滤低频振动。

作为一种优选方案，所述主动隔振装置利用所述轮足机器人的Steward平台，其还包括压拉力传感器；每个所述可伸缩缸上设置一个所述压拉力传感器，用于实时检测轮足机器人运动时每个可伸缩缸的轴向压力/拉力值。

作为一种优选方案，所述被动隔振装置包括弹簧阻尼器，所述弹簧阻尼器一端与所述上平台连接，另一端与车轮上的T形减速机的水平端连接。

作为一种优选方案，每个所述压拉力传感器设置在与其对应的所述可伸缩缸和所述下平台之间。

作为一种优选方案，所述可伸缩缸采用电动缸，所述电动缸设有伺服电机的一端记为电动缸的驱动端，所述压拉力传感器设置在电动缸的驱动端对应的缸体的外侧端部；每个所述电动缸上设置编码器，用于实时检测每个电动缸的轴向位移并实时传输给控制单元。

本发明主动隔振的控制方法的技术方案为：一种轮足机器人的主动隔振的控制方法，包括以下步骤：

步骤一：当轮足机器人遇到振动源时，其自身的姿态实时发生变化，每条支撑腿的受力大小不同，每条支撑腿上六个电动缸的实时受力大小也不同，压拉力传感器实时测量轮足机器人每个电动缸的轴向受力并将测量值实时传输给控制单元；每个电动缸上的编码器实时测量每个电动缸的轴向位移并将测量值实时传输给控制单元；