[发明专利]一种轮腿式机器人的控制方法

权利要求书

1.一种轮腿式机器人的控制方法，轮腿式机器人控制系统包括中央控制芯片（1）、底层控制器（2）、安装在机器人车身上的三轴加速度传感器（3）、安装在车轮端部的压力传感器（4）、关节电机驱动控制器（5）、车轮电机驱动控制器（6）和关节角度传感器（7），所述压力传感器（4）用于对车轮进行轮端压力检测，所述三轴加速度传感器（3）用于检测车身倾角并输出车身倾角反馈信号，所述关节角度传感器（7）用于检测各关节的倾角、各关节的相对角度值及机器人的车体重心；所述中央控制芯片（1）通过CAN总线与底层控制器（2）双向连接；所述底层控制器（2）的第一输出端连接所述关节电机驱动控制器（5）的输入端，所述底层控制器（2）的第二输出端连接所述车轮电机驱动控制器（6）的输入端，所述底层控制器（2）的第一输入端连接所述压力传感器（4）的输出端，所述底层控制器（2）的第二输入端连接所述关节角度传感器（7）的输出端，所述中央控制芯片（1）的输入端与所述三轴加速度传感器（3）的输出端连接；其特征在于包括以下步骤：

步骤一、中央控制芯片（1）初始化，设定车身倾角阈值θ₀、轮端压力阈值F₀和车体重心阈值H₀；

步骤二、中央控制芯片（1）采集车身倾角值θ和轮端压力值F；

步骤三、判断车身倾角值θ是否大于车身倾角阈值θ₀，当θ>θ₀时，执行下一个步骤，否则重复执行步骤三；

步骤四、计算当前车体重心值H并判断车体倾斜方向；

设定车身横向倾角值为θ_y，车身纵向倾角值为θ_x，当θ_x-θ_y<0时，车体为横向倾斜，执行步骤五；当θ_x-θ_y>0时，车体为纵向倾斜，执行步骤六；

步骤五、当θ_y<0时，车体为左倾，设定机器人右前轮端压力值为F_rf，右后轮端压力值为F_rh，右侧轮端压力差为|F₁|，|F₁|=F_rf-F_rh，当|F₁|<F₀时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右侧车轮降低；当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左侧车轮抬高；当|F₁|>F₀时，判断F₁的正负，当F₁>0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右前轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右后轮降低；当F₁<0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右后轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右前轮降低；

当θ_y>0时，车体为右倾，设定机器人左前轮端压力值为F_lf，左后轮端压力值为F_lh，左侧轮端压力差为|F₂|，|F₂|=F_lf-F_lh，当|F₂|<F₀时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左侧车轮降低；当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右侧车轮抬高；当|F₂|>F₀时，判断F₂的正负，当F₂>0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左前轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左后轮降低；当F₂<0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左后轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左前轮降低；

步骤六、当θ_x<0时，车体为前倾，设定机器人右后轮端压力值为F_rh，左后轮端压力值为F_lh，后侧轮端压力差为|F₃|，|F₃|=F_rh-F_lh，当|F₃|<F₀时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制后侧车轮抬高；当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制前侧车轮降低；当|F₃|>F₀时，判断F₃的正负，当F₃>0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右后轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右前轮降低；当F₃<0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左后轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左前轮降低；

当θ_x>0时，车体为后倾，设定机器人右前轮端压力值为F_rf，左前轮端压力值为F_lf，前侧轮端压力差为|F₄|，当|F₄|<F₀时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制前侧车轮抬高；当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制后侧车轮降低；当|F₄|>F₀时，判断F₄的正负，当F₄>0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右前轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制右后轮降低；当F₄<0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左前轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）控制左后轮降低。

2.如权利要求1所述的一种轮腿式机器人的控制方法，其特征是：所述轮腿式机器人控制系统还包括上位机（8），所述上位机（8）双向连接有第一无线收发模块（9），所述中央控制芯片（1）双向连接有第二无线收发模块（10），所述第一无线收发模块（9）与所述第二无线收发模块（10）之间通过无线信号进行数据交互；

所述控制方法还包括通过上位机（8）控制轮腿式机器人动作的步骤；

上位机（8）发送速度与转向指令给中央控制芯片（1），中央控制芯片（1）发送指令给底层控制器（2），底层控制器（2）发送信号给所述关节电机驱动控制器（5）和车轮电机驱动控制器（6），所述关节电机驱动控制器（5）和车轮电机驱动控制器（6）根据接收到的信号控制相应的电机动作。