[发明专利]可攀爬任意旋角台阶和任意台阶面的机器人的攀爬方法

摘要

本发明提供了一种可攀爬任意旋角台阶和任意台阶面的机器人及其攀爬方法。所述的机器人，包括外四腿支撑结构和内四腿支撑结构，其特征在于，所述的位于第一支撑板的前部的两个外腿的前侧分别设有第一激光测距传感器和第二激光测距传感器，位于第二支撑板前部的两个内腿的前侧分别设有第三激光测距传感器和第四激光测距传感器，所述的四个外腿和四个内腿的下端设有底座，所述的底座的下侧设有碰撞传感器。本发明利用激光测距传感器，结合本发明设计的控制方法，提出了一种巧妙的旋转爬楼路径规划，从而实现了任意旋转角度台阶、任意样式台阶(每一阶台阶旋转角度不同)的攀爬。

主权项

一种可攀爬任意旋角台阶和任意台阶面的机器人的攀爬方法，所述的可攀爬任意旋角台阶和任意台阶面的机器人，包括外四腿支撑结构（4）和内四腿支撑结构（3），所述的外四腿支撑结构（4）包括第一支撑板和固定于第一支撑板下侧的四个可伸缩的外腿，所述的四个外腿中，两个位于第一支撑板的前部，另外两个位于第一支撑板的后部，所述的内四腿支撑结构（3）包括第二支撑板和固定于第二支撑板下侧的四个可伸缩的内腿，所述的四个内腿中，两个位于第二支撑板的前部，另外两个位于第二支撑板的后部，所述的第一支撑板和第二支撑板之间可相对旋转和相对位移，其特征在于，所述的位于第一支撑板的前部的两个外腿的前侧分别设有第一激光测距传感器（7）和第二激光测距传感器（9），位于第二支撑板前部的两个内腿的前侧分别设有第三激光测距传感器（10）和第四激光测距传感器（11），所述的四个外腿和四个内腿的下端设有底座（5），所述的底座（5）的下侧设有碰撞传感器（6）；其特征在于，包括：第一步：将外四腿支撑结构（4）的四个外腿皆伸长一定长度H1，H1=h+b，h为一个台阶的高度，单位为cm，b为设定值，b的取值范围为0～3cm，此时，内四腿支撑结构（3）的四个内腿悬空；第二步：第三激光测距传感器（10）和第四激光测距传感器（11）分别检测位于第二支撑板前部的两个内腿到前方台阶的距离L1和L2，若L1与L2中至少一个大于等于设定值a，则停止攀爬，若L1与L2皆小于设定值a且L1与L2相等，则进入第三步，若L1与L2皆小于设定值a且L1与L2不相等，设L1小于L2，第二支撑板相对于第一支撑板向使L1增大的方向旋转，当旋转至L1与L2相等时，停止旋转；第三步：第二支撑板相对于第一支撑板向前移动，此时，第三激光测距传感器（10）和第四激光测距传感器（11）实时测试位于第二支撑板前部的两个内腿到前方台阶的距离L1和L2，当L1和L2等于指定距离M时，停止相对移动；第四步：将内四腿支撑结构（3）的四个内腿伸长，此过程中，第一支撑板和第二支撑板保持水平状态，当四个内腿上的碰撞传感器（6）皆碰到地面时，内腿继续伸长一定长度H2，H2=h，外四腿支撑结构（4）的四个外腿收缩并悬空；第五步：第一激光测距传感器（7）和第二激光测距传感器（9）分别检测位于第一支撑板的前部的两个外腿到前方台阶的距离L3和L4，此时若L3和L4中至少一个大于等于设定值a，则停止攀爬，若L3和L4皆小于设定值a且L3和L4相等，则进入第六步，若L3和L4皆小于设定值a且L3和L4不相等，设L3小于L4，第一支撑板相对于第二支撑板向使L3增大的方向旋转，当旋转至L3和L4相等时，停止旋转；第六步：第一支撑板相对于第二支撑板向前移动，此时，第一激光测距传感器（7）和第二激光测距传感器（9）实时测试位于第一支撑板的前部的两个外腿到前方台阶的距离L3和L4，当L3和L4等于指定距离M时，停止相对移动；第七步：将外四腿支撑结构（4）的四个外腿伸长,第一支撑板和第二支撑板保持水平状态，当四个外腿上的碰撞传感器（6）皆碰到地面时，外腿继续伸长一定长度H3，H3= h，内四腿支撑结构（3）的四个内腿收缩并悬空，返回第二步。