[发明专利]多模态变形轮及其控制方法、装置、电子设备和存储介质

说明书

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及多模态变形轮及其控制方法、装置、电子设备和存储介质，用以提高变形轮的环境适应能力。其中，变形轮包括：轮体，控制轮体转动的第一电机，转动装配在轮体上的控制部，控制控制部转动的第二电机，至少两组可伸缩腿部部件，每组可伸缩腿部部件包括两条腿杆，两条腿杆的第一端转动连接形成连接端，第一腿杆的第二端与控制部转动连接，第二腿杆的第二端与轮体转动连接；第二电机驱动控制部转动，带动可伸缩腿部部件的两条腿杆转动，以使连接端向轮体边沿运动并伸出轮体边沿，或以使连接端以及两条腿杆从轮体边沿外收回至轮体边沿以内。本申请通过可伸缩腿部部件实现变形，以增强环境适应能力。

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，尤其涉及多模态变形轮及其控制方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

现阶段，各类具有不同性能的车辆或机器人广泛运用到了城市交通、农业、军事、航空航天等领域中。不过，目前，轮式运动机器人的轮子部分多以传统圆轮结构为主，主要应用于平坦路面的运动。由于其大量采用普通圆轮结构，无法根据实际情况改变结构参数，存在着对路面要求高、越障能力不足、抓地力不强等缺陷。

与传统轮子相比，具有变形功能的轮子，不仅可实现传统轮子的运动模式，还可以通过自身变形的方式，增强轮子对环境的适应能力，使其具有一定的越障能力和弹跳能力，以大大降低对路面的要求。从而如何增强变形轮的环境适应能力是一个需要考虑的问题。

发明内容

本申请实施例提供多模态变形轮及其控制方法、装置、电子设备和存储介质，用以提高变形轮的环境适应能力。

本申请实施例提供的一种多模态变形轮，包括：

轮体，控制所述轮体转动的第一电机，转动装配在所述轮体上的控制部，控制所述控制部转动的第二电机，以及至少两组可伸缩腿部部件，其中：

每组可伸缩腿部部件包括两条腿杆，其中第一腿杆的第一端与第二腿杆的第一端转动连接形成连接端，所述第一腿杆的第二端与所述控制部转动连接，所述第二腿杆的第二端与所述轮体转动连接；

所述第二电机驱动所述控制部相对于所述轮体以第一转动方向转动时，带动每组可伸缩腿部部件的两条腿杆转动，以使每组可伸缩腿部部件的连接端向所述轮体边沿运动并伸出所述轮体边沿，所述第二电机驱动所述控制部相对于所述轮体以第二转动方向转动时，每组可伸缩腿部部件的连接端以及两条腿杆从所述轮体边沿外收回至所述轮体边沿以内，所述第一转动方向和所述第二转动方向相反。

本申请实施例提供的一种机器人，包括至少一个腿部，每个腿部装配有上述任一项所述的多模态变形轮。

本申请实施例提供的一种多模态变形轮的控制方法，包括：

获取用于指示所述变形轮运动模态切换的控制指令，以及所述第一电机和所述第二电机当前的状态参数；

根据所述控制指令以及所述状态参数，获得将所述变形轮由当前运动模态切换为目标运动模态时，用于控制所述第一电机转动的第一控制参数，以及用于控制所述第二电机转动的第二控制参数；

根据第一控制参数控制所述第一电机的转动，以控制所述轮体的运动，以及根据第二控制参数控制所述第二电机的转动，以控制所述可伸缩腿部部件的伸缩，实现所述变形轮运动模态的切换控制。

可选的，将所述变形轮在连续小跳模态的跳跃运动划分为站立相、腾空相和着地相三个阶段；所述通过控制所述变形轮在落地时的着地角度，改变所述变形轮着地点的位置，以控制所述变形轮的跳跃水平速度，具体包括：

当着地角度小于预设角度时，所述变形轮离开着地相的速度小于所述变形轮进入着地相的速度；或者，当着地角度大于预设角度时，所述变形轮离开着地相的速度大于所述变形轮进入着地相的角度；