一种轮足机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种轮足机器人及其控制方法，属于机器人技术领域。在地形较为平缓的地区进行探测时，可分别控制每个移动组件中的n个摆动杆电机转动，直到与每个摆动杆电机相连的n个摆动杆之间的夹角均相等，控制滚动电机转动，使移动组件中的n个滚动弧形件均首尾相连。使转动轴转动即可控制转动盘转动进而控制n个滚动弧形件以转动盘的轴线为转动轴进行转动，实现机器人主体在地形平缓地区的移动。而在地形较为复杂的地区，n个摆动杆电机转动，使其中两个摆动杆之间夹角小于120°且其他摆动杆均位于其中两个摆动杆的夹角之外；先后控制与两个摆动杆相连的滚动电机的输出轴转动，使两个滚动弧形件循环摆动，完成机器人主体的移动。

【技术实现步骤摘要】
一种轮足机器人及其控制方法
本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种轮足机器人及其控制方法。
技术介绍
随着人类科技文明的发展，各应用领域对机器人的需求日益增加，而能够进入人类难以进入的地域进行独立探测的移动式机器人得到了广泛的开发与应用。其中，移动式机器人可包括轮式移动机器人与足式移动机器人，轮式移动机器人至少包括机器人主体与设置在机器人主体上的滚动结构，滚动结构可实现机器人主体实现轮式移动机器人在地面上的移动；而足式移动机器人至少包括机器人主体与多个足部结构，多个足部结构交替前进以实现足式移动机器人在地面上的移动。轮式移动机器人虽然移动速度较快，但轮式移动机器人仅适用于地形较为平缓的地区，难以对地形较为复杂的地区进行移动与探测；而足式移动机器人虽然可以实现在地形较为复杂的地区的移动与探测，但其在较为平缓的地区的移动速度较慢，因此在地形平缓的地区也通常不会使用足式移动机器人进行探测，二者在使用地形上均受到了一定的限制。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种轮足机器人及其控制方法，能够适用多种不同地形的探测。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种轮足机器人，所述轮足机器人包括：机器人主体与两个移动组件，所述两个移动组件平行相对设置在所述机器人主体上，每个所述移动组件均包括转动盘、n个摆动杆及与所述n个摆动杆一一对应的n个滚动弧形件，其中n为整数且n大于等于2，所述机器人主体上设置有与所述转动盘相配合的转动轴，所述转动盘同轴连接在所述转动轴上，所述转动盘远离所述机器人主体的第一表面上设置有与所述n个摆动杆一一对应的n个摆动杆电机，所述n个摆动杆电机沿所述第一表面的周向等间距分布，每个所述摆动杆的一端固定在所述摆动杆电机的输出轴上，每个所述摆动杆均平行所述第一表面，所述摆动杆的另一端设置有滚动电机，所述滚动电机的输出轴与所述滚动弧形件的一端连接，每个所述滚动弧形件均平行所述第一表面，每个所述滚动弧形件的弧长为所述滚动弧形件所在的圆的周长的1/n，所述机器人主体在所述第一表面所在平面上的投影上的任意两点之间的距离均小于所述滚动弧形件所对应的直径。可选地，n为3。可选地，所述机器人主体上设置有安装槽，所述转动轴与所述转动盘均设置在所述安装槽内。可选地，所述转动盘上设置有通孔，所述转动轴与所述通孔之间的配合为过盈配合。可选地，所述通孔的轴向上设置有限位边，所述转动轴上设置有与所述限位边配合的限位开口，所述限位开口沿所述转动轴的一端延伸至所述机器人主体的表面。可选地，所述摆动杆电机的输出轴为长方体，所述摆动杆的一端设置有长方形的凹槽，所述输出轴与所述凹槽之间的配合为过盈配合。可选地，所述滚动弧形件为滚动弧形片。可选地，所述机器人主体至少包括电源模块与控制模块，所述电源模块用于为所述轮足机器人提供移动的动力，所述控制模块用于控制所述轮足机器人进行探测与移动。可选地，所述机器人主体包括壳体，所述电源模块与所述控制模块均设置在所述壳体内。本专利技术实施例提供了一种轮足机器人的使用方法，所述使用方法包括：提供如前所述的轮足机器人；控制所述n个摆动杆电机转动，使所述n个摆动杆之间的夹角相等或者其中两个所述摆动杆之间夹角小于120°且其他所述摆动杆均位于所述其中两个所述摆动杆的夹角之外；控制所述滚动电机转动，使所述n个滚动弧形件的首尾相接或者其中两个所述滚动弧形件平行相对；控制所述转动轴转动或者控制与两个所述摆动杆相连的所述滚动电机的输出轴相继转动。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在地形较为平缓的地区进行探测时，可分别控制每个移动组件中的n个摆动杆电机转动，直到与每个摆动杆电机相连的n个摆动杆之间的夹角均相等，此时控制滚动电机转动，使移动组件中的n个滚动弧形件均首尾相连，由于两个移动组件平行相对设置在机器人主体上且每个滚动弧形件的弧长为滚动弧形件所在的圆的周长的1/n，同时机器人主体在第一表面所在平面上的投影上的任意两点之间的距离均小于滚动弧形件所对应的直径，因此此时n个滚动弧形件构成一个圆周且机器人主体在n个滚动弧形件构成的圆周内。此时使转动轴转动即可控制转动盘转动进而控制n个滚动弧形件以转动盘的轴线为转动轴进行转动，以较快的探测速度实现机器人主体在地形平缓地区的移动与探测。而在地形较为复杂的地区，可同样采用以上步骤，先使n个摆动杆电机转动，使其中两个摆动杆之间夹角小于120°且其他摆动杆均位于其中两个摆动杆的夹角之外；此时可控制分别与夹角小于小于120°的两个摆动杆相连的其中一个滚动电机的输出轴转动，以使得其中一个滚动弧形件进行摆动，其中一个滚动弧形件前进一段距离后，使另一个滚动弧形件进行摆动，机器人主体成功移动一段距离。采用以上设置可实现轮足机器人在地形较为平缓的地区的快速探测及轮足机器人在地形较为复杂的地区的移动与探测，可适用多种不同的地形区域的探测。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种轮足机器人的一种状态的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种轮足机器人的另一种状态的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的机器人主体的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的转动盘的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的摆动杆的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的滚动弧形件的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种轮足机器人的使用方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。图1是本专利技术实施例提供的一种轮足机器人的一种状态的结构示意图，如图1所示，该轮足机器人包括：机器人主体1与两个移动组件2，两个移动组件2平行相对设置在机器人主体1上。每个移动组件2均包括转动盘21、n个摆动杆22及与n个摆动杆22一一对应的n个滚动弧形件23，其中n为整数且n大于等于2。机器人主体1上设置有与转动盘21相配合的转动轴11，转动盘21同轴连接在转动轴11上。转动盘21远离机器人主体1的第一表面211上设置有与n个摆动杆22一一对应的n个摆动杆电机，n个摆动杆电机沿第一表面211的周向等间距分布，每个摆动杆22的一端固定在摆动杆电机(图中未示出)的输出轴24上，每个摆动杆22均平行第一表面211。摆动杆22的另一端设置有滚动电机25，滚动电机25的输出轴24与滚动弧形件23的一端连接，每个滚动弧形件23均平行第一表面211，每个滚动弧形件23的弧长为滚动弧形件23所在的圆的周长的1/n。机器人主体1在第一表面211所在平面上的投影上的任意两点之间的距离均小于滚动弧形件23所对应的直径。在地形较为平缓的地区进行探测时，可分别控制每个移动组件2中的n个摆动杆电机转动，直到与每个摆动杆电机相连的n个摆动杆22之间的夹角θ均相等，此时控制滚动电机25转动，使移动组件2中的n个滚动弧形件23均首尾相连，由于两个移动组件2平行相对设置在机器人主体1上且每个滚动弧形件23的弧长为滚动弧形件23所在的圆的周长的1/n，同时机器人主体1在第一表面211上的投影上的任意两点之间的距离均小于滚动弧形件23所对应的直径，因此此时n个滚动弧形件23构成一个圆周且机器人主体1在n个滚动弧形件23构成的圆周内，具体结构可见图1。此时使转动轴11转动即可控制转动盘21转动进而控制n个滚动弧形件23以转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮足机器人，其特征在于，所述轮足机器人包括：机器人主体(1)与两个移动组件(2)，所述两个移动组件(2)平行相对设置在所述机器人主体(1)上，每个所述移动组件(2)均包括转动盘(21)、n个摆动杆(22)及与所述n个摆动杆(22)一一对应的n个滚动弧形件(23)，其中n为整数且n大于等于2，所述机器人主体(1)上设置有与所述转动盘(21)相配合的转动轴(11)，所述转动盘(21)同轴连接在所述转动轴(11)上，所述转动盘(21)远离所述机器人主体(1)的第一表面(211)上设置有与所述n个摆动杆(22)一一对应的n个摆动杆电机，所述n个摆动杆电机沿所述第一表面(211)的周向等间距分布，每个所述摆动杆(22)的一端固定在所述摆动杆电机的输出轴(24)上，每个所述摆动杆(22)均平行所述第一表面(211)，所述摆动杆(22)的另一端设置有滚动电机(25)，所述滚动电机(25)的输出轴(24)与所述滚动弧形件(23)的一端连接，每个所述滚动弧形件(23)均平行所述第一表面(211)，每个所述滚动弧形件(23)的弧长为所述滚动弧形件(23)所在的圆的周长的1/n，所述机器人主体(1)在所述第一表面(211)所在平面上的投影上的任意两点之间的距离均小于所述滚动弧形件(23)所对应的直径。...

【技术特征摘要】
1.一种轮足机器人，其特征在于，所述轮足机器人包括：机器人主体(1)与两个移动组件(2)，所述两个移动组件(2)平行相对设置在所述机器人主体(1)上，每个所述移动组件(2)均包括转动盘(21)、n个摆动杆(22)及与所述n个摆动杆(22)一一对应的n个滚动弧形件(23)，其中n为整数且n大于等于2，所述机器人主体(1)上设置有与所述转动盘(21)相配合的转动轴(11)，所述转动盘(21)同轴连接在所述转动轴(11)上，所述转动盘(21)远离所述机器人主体(1)的第一表面(211)上设置有与所述n个摆动杆(22)一一对应的n个摆动杆电机，所述n个摆动杆电机沿所述第一表面(211)的周向等间距分布，每个所述摆动杆(22)的一端固定在所述摆动杆电机的输出轴(24)上，每个所述摆动杆(22)均平行所述第一表面(211)，所述摆动杆(22)的另一端设置有滚动电机(25)，所述滚动电机(25)的输出轴(24)与所述滚动弧形件(23)的一端连接，每个所述滚动弧形件(23)均平行所述第一表面(211)，每个所述滚动弧形件(23)的弧长为所述滚动弧形件(23)所在的圆的周长的1/n，所述机器人主体(1)在所述第一表面(211)所在平面上的投影上的任意两点之间的距离均小于所述滚动弧形件(23)所对应的直径。2.根据权利要求1所述的轮足机器人，其特征在于，n为3。3.根据权利要求1所述的轮足机器人，其特征在于，所述机器人主体(1)上设置有安装槽(12)，所述转动轴(11)与所述转动盘(21)均设置在所述安装槽(12)内。4.根据权利要求3所述的轮足机器人，其特征在于，所述转动盘(21)上设置有通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊诗琪，罗会容，吴向成，李鹏，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42