一种自稳定载物台控制方法、载物台及移动装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自稳定载物台控制方法、载物台及移动装置。方法包括：设置目标姿态，执行以下步骤：S1，获取载物台当前纵向加速度a

【技术实现步骤摘要】
一种自稳定载物台控制方法、载物台及移动装置
本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种自稳定载物台控制方法、载物台及移动装置。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，移动装置得到了广泛的应用，机器人的工作场景越来越复杂，需要携带的传感器也越来越多，如何在复杂场景下保证机器人所携带的货物或传感器的稳定成为越来越重要的问题。现有技术中申请号为CN201810943036.1的中国专利公开了一种基于自稳定平台的移动服务系统，该系统在移动服务机器人经过颠簸不平或倾斜的路面时，其上面的载物台在执行机构、连杆及万向轴的作用下，能进行自动调节保持载物台面水平稳定，当移动服务机器人由于避障等原因急停或再次启动时，自稳定平台使得载物台面在滑块的带动下沿滑轨移动，能够在一定程度上抵消移动服务机器人的加速度的影响，避免了物品的倾倒、掉落。但是，该专利载物平台无法升降，不能提供横向和竖直方向的缓冲，无法确保横向和竖直方向的自稳定，且载物台只能保持水平，无法满足保持其他倾角的需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种自稳定载物台控制方法、载物台及移动装置。为了实现本专利技术的上述目的，根据本专利技术的第一个方面，本专利技术提供了一种自稳定载物台控制方法，设置载物台的目标姿态，所述目标姿态包括目标高度ht、目标俯仰角αt和目标翻滚角βt，在移动所述载物台的过程中实时或定期执行以下步骤：步骤S1，获取载物台水平面内当前纵向加速度ax和当前横向加速度ay，以及当前竖直方向加速度az、当前俯仰角α和当前翻滚角β；步骤S2，根据载物台当前纵向加速度ax和当前横向加速度ay计算能够抵抗载物台当前水平面内惯性力的计算俯仰角αc和计算翻滚角βc；根据载物台当前竖直方向加速度az计算能够抵抗载物台竖直方向惯性力的计算高度hc；步骤S3，根据当前俯仰角α、当前翻滚角β、载物台的当前高度h、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc和计算高度hc调节载物台的俯仰角、翻滚角和高度使载物台保持目标姿态。上述技术方案：通过当前纵向加速度和当前横向加速度获得载物台抵抗当前水平面内惯性力的计算俯仰角和计算翻滚角，通过当前竖直方向加速度获得载物台抵抗竖直方向惯性力的计算高度，结合当前俯仰角α、当前翻滚角β、载物台的当前高度h、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc和计算高度hc调节载物台的俯仰角、翻滚角和高度使载物台保持目标姿态，实现了在保证载物台保持目标姿态的同时抵抗机器人在x、y、z三轴方向上的扰动，能够升降载物台，能提供横向和竖直方向的缓冲，控制量统一，但能解决多场景下的复杂任务。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述载物台具有不在同一直线上的至少三个支撑机构；所述步骤S3包括：步骤A，根据当前俯仰角α、当前翻滚角β、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc分别获得载物台各个支撑机构的第一调节长度，所述第一长度为抵抗载物台当前水平面内惯性力每个支撑机构的长度调节分量；步骤B，获取计算高度hc与载物台的当前高度h的差值Δh，调节各个支撑机构的第二调节长度，所述第二长度为抵抗载物台竖直方向惯性力每个支撑机构的长度调节分量；步骤C，分别获取各个支撑机构的目标调节高度，每个支撑机构的目标调节高度为所述支撑机构的当前高度、第一调节长度和第二调节长度之和；步骤D，分别调节各个支撑机构的高度达到各自的目标调节高度。上述技术方案：通过独立调节支撑载物台台面各支撑机构的高度，使得载物台台面在载物台移动过程中保持目标姿态，即目标俯仰角和目标翻滚角，并且实时检测载物台三个方向的加速度、俯仰角和翻滚角，通过结合当前加速度信息、俯仰角和翻滚角获得各支撑机构的目标高度，使得颠簸不平或倾斜路面时载物平台始终保持目标姿态，特别是载物平台上放置的是传感器时，可避免由于抖动影响传感器的数据误差，提高数据精度。实现了在保证载物台保持目标姿态的同时抵抗机器人在x、y、z三轴方向上的扰动，能够升降载物台，能提供横向和竖直方向的缓冲，控制量统一，但能解决多场景下的复杂任务。在本专利技术的一种优选实施方式中，所述步骤S3具体包括：步骤S31，根据当前俯仰角α、当前翻滚角β、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc分别获得载物台三个支撑机构的第一调节长度；步骤S32，获取计算高度hc与载物台的当前高度h的差值Δh，将三个支撑机构的第二调节长度均设置为Δh，即Δh12＝Δh22＝Δh32＝Δh，Δh12表示第一个支撑机构的第二调节长度，Δh22表示第二个支撑机构的第二调节长度，Δh32表示第三个支撑机构的第二调节长度；步骤S33，分别获取第一支撑机构、第二支撑机构、第三支撑机构的目标调节高度h1t、h2t、h3t，所述h1t＝h1+Δh11+Δh12，所述h2t＝h2+Δh21+Δh22，所述h3t＝h3+Δh31+Δh32，h1、h2、h3分别表示第一支撑机构的当前高度、第二支撑机构的当前高度、第三支撑机构的当前高度，Δh11、Δh21、Δh31分别表示第一个支撑机构的第一调节长度、第二个支撑机构的第一调节长度、第三个支撑机构的第一调节长度；步骤S34，分别调节第一支撑机构、第二支撑机构、第三支撑机构的高度达到h1t、h2t、h3t。上述技术方案：通过独立调节支撑载物台台面的第一支撑机构、第二支撑机构和第三支撑机构的高度，使得载物台台面在载物台移动过程中保持目标姿态，即目标俯仰角和目标翻滚角，并且实时检测载物台三个方向的加速度、俯仰角和翻滚角，通过结合当前加速度信息、俯仰角和翻滚角获得第一支撑机构、第二支撑机构和第三支撑机构的目标高度，使得颠簸不平或倾斜路面时载物平台始终保持目标姿态，特别是载物平台上放置的是传感器时，可避免由于抖动影响传感器的数据误差，提高数据精度；以及载物台加减速或转弯时，可通过调节三个支撑机构高度来调节载物平台的倾角抵抗由于加速度产生的惯性力，提高稳定性，避免物品滑落、倾倒或洒落。实现了在保证载物台保持目标姿态的同时抵抗机器人在x、y、z三轴方向上的扰动，能够升降载物台，能提供横向和竖直方向的缓冲，控制量统一，但能解决多场景下的复杂任务。在本专利技术的一种优选实施方式中，在所述步骤S3中，第一个支撑机构的第一调节长度Δh11为：第二个支撑机构的第一调节长度Δh21为第三个支撑机构的第一调节长度Δh31为其中，Δhp表示纵向调节长度，Δhp＝d1(tanα-tanαc)，Δhr表示横向调节长度，Δhr＝d2(tanβ-tanβc)，d1表示第二个支撑机构和第三个支撑机构的连接直线与第一个支撑机构的距离，d2表示第二个支撑机构与第三个支撑机构的距离。上述技术方案：获取的第一个支撑机构的第一调节长度、第二个支撑机构的第一调节长度和第三个支撑机构的第一调节长度能够充分抵抗水平面内的惯性力，使得载物台的台面保持目标俯仰角和目标翻滚角。在本专利技术的一种优选实施方式中，在所述步骤S2中，根据载物台当前纵向加速度ax和当前横向加速度ay计算能够抵抗载物台当前水平面内惯性力的计算俯仰角αc和计算翻滚角βc的过程包括：步骤S21，分别根据载物台当前纵向加速度ax和当前横向加速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自稳定载物台控制方法，其特征在于，设置载物台的目标姿态，所述目标姿态包括目标高度h

【技术特征摘要】
1.一种自稳定载物台控制方法，其特征在于，设置载物台的目标姿态，所述目标姿态包括目标高度ht、目标俯仰角αt和目标翻滚角βt，在移动所述载物台的过程中实时或定期执行以下步骤：
步骤S1，获取载物台水平面内当前纵向加速度ax和当前横向加速度ay，以及当前竖直方向加速度az、当前俯仰角α和当前翻滚角β；
步骤S2，根据载物台当前纵向加速度ax和当前横向加速度ay计算能够抵抗载物台当前水平面内惯性力的计算俯仰角αc和计算翻滚角βc；
根据载物台当前竖直方向加速度az计算能够抵抗载物台竖直方向惯性力的计算高度hc；步骤S3，根据当前俯仰角α、当前翻滚角β、载物台的当前高度h、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc和计算高度hc调节载物台的俯仰角、翻滚角和高度使载物台保持目标姿态。


2.如权利要求1所述的一种自稳定载物台控制方法，其特征在于，所述载物台具有不在同一直线上的至少三个支撑机构；所述步骤S3包括：步骤A，根据当前俯仰角α、当前翻滚角β、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc分别获得载物台各个支撑机构的第一调节长度，所述第一长度为抵抗载物台当前水平面内惯性力每个支撑机构的长度调节分量；
步骤B，获取计算高度hc与载物台的当前高度h的差值Δh，调节各个支撑机构的第二调节长度，所述第二长度为抵抗载物台竖直方向惯性力每个支撑机构的长度调节分量；
步骤C，分别获取各个支撑机构的目标调节高度，每个支撑机构的目标调节高度为所述支撑机构的当前高度、第一调节长度和第二调节长度之和；
步骤D，分别调节各个支撑机构的高度达到各自的目标调节高度。


3.如权利要求2所述的一种自稳定载物台控制方法，其特征在于，所述载物台具有不在同一直线上的三个支撑机构，所述步骤S3具体包括：
步骤S31，根据当前俯仰角α、当前翻滚角β、计算俯仰角αc、计算翻滚角βc分别获得载物台三个支撑机构的第一调节长度；
步骤S32，获取计算高度hc与载物台的当前高度h的差值Δh，将三个支撑机构的第二调节长度均设置为Δh，即Δh12＝Δh22＝Δh32＝Δh，Δh12表示第一个支撑机构的第二调节长度，Δh22表示第二个支撑机构的第二调节长度，Δh32表示第三个支撑机构的第二调节长度；
步骤S33，分别获取第一支撑机构、第二支撑机构、第三支撑机构的目标调节高度h1t、h2t、h3t，所述h1t＝h1+Δh11+Δh12，所述h2t＝h2+Δh21+Δh22，所述h3t＝h3+Δh31+Δh32，h1、h2、h3分别表示第一支撑机构的当前高度、第二支撑机构的当前高度、第三支撑机构的当前高度，Δh11、Δh21、Δh31分别表示第一个支撑机构的第一调节长度、第二个支撑机构的第一调节长度、第三个支撑机构的第一调节长度；
步骤S34，分别调节第一支撑机构、第二支撑机构、第三支撑机构的高度达到h1t、h2t、h3t。


4.如权利要求3所述的一种自稳定载物台控制方法，其特征在于，在所述步骤S3中，第一个支撑机构的第一调节长度Δh11为：第二个支撑机构的第一调节长度Δh21为第三个支撑机构的第一调节长度Δh31为其中，Δhp表示纵向调节长度，Δhp＝d1(tanα-tanαc)，Δhr表示横向调节长度，Δhr＝d2(tanβ-tanβc)，d1表示第二个支撑机构和第三个支撑机构的连接直线与第一个支撑机构的距离，d2表示第二个支撑机构与第三个支撑机构的距离。


5.如权利要求1所述的一种自稳定载物台控制方法，其特征在于，在所述步骤S2中，根据载物台当前纵向加速度ax和当前横向加速度ay计算能够抵抗载物...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰毅，饶德建，尹大祥，
申请(专利权)人：行星算力深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44