[发明专利]一种轮腿式机器人的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于航天技术领域，特别是涉及一种轮腿式机器人的控制方法。

背景技术

由于月球具有巨大的开发价值，因此对月球的探测越来越重要，从而使得月球探测对机器人的移动性能要求非常高，主要体现在地面适应性、行驶平顺性、越障性、自主行驶功能方面。传统的四轮车因为地面自适应能力差，特别是不能很好的适应不可预知的地况，具有翻越障碍、爬长坡性能较差和转向不灵活等缺陷，由于在崎岖路面上车辆容易抖动，车辆遇到左右不等高地形时无法单独通过倾角判断被抬离地面的车轮。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够优化机器人行驶平顺性，提高机器人轮腿系统对复杂地形表面响应的基于轮腿式机器人控制系统的控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了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、底层控制器、安装在机器人车身上的三轴加速度传感器、安装在车轮端部的压力传感器、关节电机驱动控制器、车轮电机驱动控制器和关节角度传感器，所述压力传感器用于对车轮进行轮端压力检测，所述三轴加速度传感器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；所述中央控制芯片通过CAN总线与底层控制器双向连接；所述底层控制器的第一输出端连接所述关节电机驱动控制器的输入端，所述底层控制器的第二输出端连接所述车轮电机驱动控制器的输入端，所述底层控制器的第一输入端连接所述压力传感器的输出端，所述底层控制器的第二输入端连接所述关节角度传感器的输出端，所述中央控制芯片的输入端与所述三轴加速度传感器的输出端连接；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，中央控制芯片发送指令给底层控制器，底层控制器控制右侧车轮降低；当H-H₀<0时，中央控制芯片发送指令给底层控制器，底层控制器控制左侧车轮抬高；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，中央控制芯片发送指令给底层控制器，底层控制器控制右前轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片发送指令给底层控制器，底层控制器控制右后轮降低；当F₁<0时，判断H-H₀是否大于0，当H-H₀>0时，中央控制芯片发送指令给底层控制器，底层控制器控制右后轮抬高，当H-H₀<0时，中央控制芯片发送指令给底层控制器，底层控制器控制右前轮降低；