[发明专利]一种双足机器人及其行走控制方法

说明书

本发明涉及机器人技术领域，公开了一种双足机器人，包括躯干、左腿和右腿，还包括平衡控制系统、压力模块组和平衡精调系统，压力模块组包括左腿压力模块和右腿压力模块，平衡精调系统包括总储液箱、电磁阀、电泵、连接环和调节管，连接环设有伸缩电机，伸缩电机设有伸缩杆，总储液箱与电泵之间设有导管，电泵与调节管之间设有支管，导管和支管上均设有电磁阀；本发明还公开了一种双足机器人的行走控制方法。本发明通过调节调节管内液体的量和调整调节管与左腿或右腿之间的距离来调节机器人的重心，可及时感测机器人倾倒的方向，控制零件的成本低，控制过程简单，可有效的使机器人达到动态平衡。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种双足机器人及其行走控制方法。

背景技术

双足步行机器人---直立行走，其有着良好的自由度、动作灵活、自如、稳定。双足机器人是一种仿生类型的机器人，能够实现机器人的双足行走和相关动作。作为由机械控制的动态系统，双足机器人包含了丰富的动力学特性。在未来的生产生活中，类人型双足行走机器人可以帮助人类解决很多问题比如驮物、抢险救援等一系列危险或繁重的工作。

为了控制双足机器人抬脚时不发生倾倒，现有技术中，双足机器人每跨一步都需调机器人左右的平衡，整个调整过程涉及多次计算和复杂的零件调整，导致控制流程复杂，控制成本过高，阻碍了双足机器人进入日常生产生活中。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种零件成本低、控制程序相对简单、可控制双足机器人行走过程中的动态平衡的双足机器人及其行走控制方法。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种双足机器人，包括躯干、左腿和右腿，还包括平衡控制系统、压力模块组和平衡精调系统，所述压力模块组和平衡精调系统均与平衡控制系统相连；所述压力模块组包括左腿压力模块和右腿压力模块，所述左腿压力模块和右腿压力模块分别用于感应左腿脚底和右腿脚底的压力分布情况；所述平衡控制系统用于分析压力模块组感应到的信息和控制平衡精调系统，所述平衡精调系统包括总储液箱、电磁阀、电泵、连接环和调节管，所述总储液箱设于躯干外，所述连接环的数量为四个且分别套设在左腿和右腿的小腿和大腿上，所述调节管分布于连接环的外周，所述调节管与连接环可伸缩连接；所述连接环内与调节管相对的内壁处设有伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴设有伸缩杆，所述伸缩杆背离伸缩电机的端部与调节管的内壁相连；所述电泵设于调节管和总储液箱之间，所述总储液箱与电泵之间设有导管，所述电泵与调节管之间设有伸入调节管的底部的支管，所述导管和支管上均设有电磁阀。

进一步的，每个所述连接环的外周的调节管的数量为四个，四个调节管等距分布于连接环的外周，其中两个调节管分别设于左腿或右腿的两侧且两个调节管之间的连线与机器人的行走方向垂直。

进一步的，所述调节管与连接环之间设有伸缩软管。

为解决以上技术问题，本发明还提供了一种双足机器人的行走控制方法，包括以下步骤：

S1、关节电机驱动左腿抬起，左腿抬起时，左腿脚底的左腿压力模块将感应到的压力信息传输至平衡控制系统，平衡控制系统控制左腿侧的电磁阀全部打开，同时左腿侧的电泵将左腿上所有调节管内的液体抽回总储液箱内，随后关闭导管上的电磁阀；

S2、左腿抬起的同时右腿弯曲，同时右腿侧的电磁阀全部开启，右腿侧的电泵将总储液箱内的液体抽入右腿的各个调节管内，此时机器人的重力全部由右腿支撑；

S3、右腿脚底的右腿压力模块感应右腿脚底的压力分布情况，并将压力分布信息传输至平衡控制系统，平衡控制系统根据右腿脚底的压力分布情况判断机器人即将倾倒的方向；

S4、平衡控制系统控制平衡精调系统工作，通过实时调节右腿上各个调节管内的液体的量以及右腿上不同方位的调节管与右腿之间的距离来维持机器人行走过程中的动态平衡；

S5、左腿脚底落地后，抬起右腿，重复上述操作以维持机器人行走过程中的动态平衡。