[发明专利]一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法

权利要求书

1.一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)安装：将一种重心可调的并联仿生移动机器人进行安装，所述重心可调的并联仿生移动机器人包括两侧安装有前轮的前车身、两侧安装有后轮的后车身、可重构并联仿生躯干、重心调整装置和总控面板；所述可重构并联仿生躯干包括左SPR支链、右SPR支链、SPS支链和UPva支链，所述左SPR支链、右SPR支链、SPS支链依次从左至右并列连接在所述前车身和后车身之间，所述UPva支链位于所述SPS支链的上方，并连接在所述前车身和后车身之间；所述左SPR支链、右SPR支链、SPS支链各设有至少一个独立驱动电机，所述UPva支链包括第一万向副、第一移动副、可重构运动副和两个独立驱动电机，所述可重构运动副安装一个独立驱动电机，第一万向副或第一移动副安装另一个独立驱动电机，所有的独立驱动电机连接所述总控面板；可重构运动副包括半圆环、左弧形片、右弧形片、T型铰链，所述T型铰链的底部转动连接所述第一移动副，所述T型铰链的顶部轴线两侧分别铰接所述左弧形片的一端和右弧形片的一端，左弧形片和右弧形片反向对称设置，左弧形片的另一端和右弧形片的另一端分别铰接所述半圆环的内侧两端，所述前车身开设前安置槽，所述半圆环的外侧两端连接在所述前安置槽内；所述重心调整装置由盘形底座、旋转电机和配重块组成，配重块固定在盘型底座的边缘，盘型底座的中心连接所述旋转电机，旋转电机安装在所述UPva支链的第一移动副下部；

2)移动机器人重心求解模型的建立：将移动机器人的重量划分为五个区域G_i,i＝(1,2,3,4)及G_C,其中G₁、G₂、G₃、G₄分别代表移动机器人两个前轮和两个后轮四个区域的重量，G_C代表可重构并联仿生躯干的重量，近似认为每个区域的质量均匀，可重构并联仿生躯干与两个前轮和两个后轮四个区域的连接处坐标分别为C₁(x_c1，y_c1，z_c1)、C₂(x_c2，y_c2，z_c2)、C₃(x_c3，y_c3，z_c3)、C₄(x_c4，y_c4，z_c4)，移动机器人两个前轮和两个后轮的着地点分别为T₁(x_T1，y_T1，z_T1)，T₂(x_T2，y_T2，z_T2)，T₃(x_T3，y_T3，z_T3)，T₄(x_T4，y_T4，z_T4)；

移动机器人的G_C区域加装有重心调整装置，对G_C区域X轴和Y轴方向产生的重心偏移量设为Δx_center和Δy_center，由不规则四边形重心求解方程可知：G_center投影在地面的坐标为(x_center，y_center,0)，其中：

则移动机器人的重心COG投影在地面的坐标为COG'(x_COG，y_COG,0),其中：

3)躯干及车轮的重心调整：当在平地上移动时，移动机器人切换到轮式移动模式，只需启用左SPR支链、右SPR支链和UPva支链，SPS支链不动，UPva支链的轴线为水平方向，此时可重构并联仿生躯干为三驱动；当遇到障碍物时，移动机器人抬起其中一个轮子迈过障碍物的过程中，移动机器人开始进入姿态调整，移动机器人切换到足式移动模式，通过独立控制四个轮子锁死，左SPR支链、右SPR支链、UPva支链和SPS支链同时启用，UPva支链的轴线变为竖直方向，此时可重构并联仿生躯干为四驱动，再根据位姿变化实时测算移动机器人重心，移动机器人的另外三个落在地面上的轮子组成支撑多边形，在不改变步幅的情况下，可以拉长可重构并联仿生躯干的长度，改变支撑多边形的形状，同时将G_C区域的配重块向抬起轮子的反方向倾斜，即可将重心投影点拉回新的支撑三角形内，保证移动机器人平稳前行。