[发明专利]一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法

说明书

本发明公开一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法，首先移动机器人的安装，然后建立移动机器人重心求解模型，当在平地上移动时，移动机器人切换到轮式移动模式，只需启用左右SPR支链和UPva支链，SPS支链不动，UPva支链的轴线为水平方向；当遇到障碍物时，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，SPS支链同时启用，UPva支链的轴线变为竖直方向，再根据位姿变化实时测算重心，落在地面上的轮子组成支撑多边形，拉长可重构并联仿生躯干的长度，同时将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。本案可以模仿四足生物步态，实时调整重心，更好地适应地形，提高障碍通过能力。

技术领域

本发明属于机构学与机器人学技术领域，特别涉及一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法。

背景技术

智能型移动机器人作为国家战略在国防、军事、航空等领域中发挥着越来越重要的作用。目前已知的移动机器人中，轮式移动机器人具有最高的灵活性和机动性，但普通的轮式机器人其存在弊端也显而易见，受限于轮式机器人的底盘约束和轮径约束，其非结构化地形通过能力差，目前的解决方法多样，如增加轮子个数、采用可变形轮、轮腿融合等方法。

例如专利CN110304161B公开的一种可变形的履带式行走装置，通过在支撑架两侧安装四个可变形履带轮和翻转机构，可以在遇到有障碍物路段时，履带轮在变形机构的作用下由初始水平位置偏转至倾斜位置,接着翻转机构驱动变形轮发生翻转,以越过障碍物。采用这种方案牺牲了轮式机器人灵活性强的优势，同时使得机器人的轮子部分过于复杂，翻越障碍物时依然需要依靠扩大轮径等方法来实现跨越。

发明内容

本发明的目的在于提供一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法，通过并联机构驱动及重心模块的调整，即可实现移动机器人的姿态变化以及重心调整，使其可以模仿出四足机器人的步态，拥有轮式移动和足式移动两种移动模式，更好地适应地形，提高障碍通过能力。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：一种重心可调并联仿生移动机器人的控制方法，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；