[发明专利]基于同轴式轮腿结构的全地形车主动车身姿态控制方法

摘要

本发明一种基于同轴式轮腿结构的全地形车主动车身姿态控制方法，包括：全地形车具有四个车轮，均采用同轴式轮腿结构；计算单元获得由轮轴压力传感器测得的车轮轮轴处的压力值，若车轮未遭遇障碍物，则继续按原速度行驶；若某一轮轴处的压力值大于门限值，则判断该车轮遭遇障碍物，进入姿态调节越障状态，由最优角度控制器控制四个车轮的动作，同轴式轮腿机构运动学模型计算得到车轮的位置，转动车轮处的轮毂电机达到指定位置，最优角度控制器输出控制信号，分别控制四个大臂举升电机和四个车轮。本发明具有广泛的车身姿态调节范围，能越过大于轮胎直径的障碍物，并能完成爬楼梯等特定动作，车身重心变化幅度最小，翻越障碍过程较平稳。

主权项

1.一种基于同轴式轮腿结构的全地形车主动车身姿态控制方法，其特征在于，包括：全地形车具有四个车轮，均采用同轴式轮腿结构，同轴式轮腿结构分别设置有大臂举升电机、轮毂电机和轮轴压力传感器，车身设置有测量车状态参数的陀螺仪，还设置有轮毂电机编码器，计算单元和最优角度控制器；计算单元获得由轮轴压力传感器测得的当前车轮轮轴处的压力值F0和由轮毂电机编码器测得的当前速度R0，并进行判断，当某一轮轴处的压力值F0>门限压力值F，则判断车轮是否遭遇障碍物；若车轮未遭遇障碍物，则继续按原速度R0行驶；若某一轮轴处的压力值F0>门限压力值F，则判断该车轮遭遇障碍物，进入姿态调节越障状态，由最优角度控制器控制四个车轮的动作；在进行最优角度控制器确定控制量时，陀螺仪获取此刻在车辆坐标系下的侧倾角、俯仰角与横摆角，将当前车辆状态传入同轴式轮腿机构运动学模型中，通过同轴式轮腿机构运动学模型计算得到的左前、右前、左后、右后车轮的位置，转动车轮处的轮毂电机达到指定位置；最优角度控制器输出控制信号，分别控制四个大臂举升电机和四个车轮；此时一轮姿态调整结束，得到下一时刻的车辆状态，轮轴压力传感器检测某个车轮此时是否越过障碍，若未越过障碍，则继续进行姿态调整，直至越障成功，越障成功后以原速度继续行驶。