变构型轮足吸附机器人越障控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及壁面吸附作业机器人越障技术领域，提供一种变构型轮足吸附机器人越障控制方法及系统，方法包括如下步骤：S1：接受越障指令，计算障碍物高度以及抬腿高度或跨步路径；S2：调整机器人初始位姿，接近障碍物；S3：进行基于障碍物高度的动作序列规划；S4：生成控制指令；S5；执行越障动作；S6：判断越障状态，若成功，则进行后续调姿作业；若不成功，则修正机器人位姿，回到S3，重新进行动作序列规划。本发明专利技术基于关节铰链锁死实现构型切换，进而实现机器人运动及越障，不添加额外运动副，减少了累计误差。误差。误差。

【技术实现步骤摘要】
变构型轮足吸附机器人越障控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及壁面吸附作业机器人越障
，具体地，涉及一种变构型轮足吸附机器人越障控制方法及系统。

技术介绍

[0002]壁面吸附作业机器人作为工业机器人的特殊种类，目前已逐步应用于大尺寸型面构件制造及检测，如飞机壁板、运载火箭筒体、大型光伏面板、平整板材等。相较于传统作业模式，壁面吸附作业机器人促使大型复杂零件制造模式在空间维度由“固定母机，移动零件”向“固定零件、移动母机”的架构转变，正逐渐成为大型型面零件加工的重要执行装备。
[0003]壁面吸附机器人的吸附稳定性及运动灵活性是其性能评价的主要指标，提高稳定吸附能力往往牺牲机器人越障、跨步等实际作业需求。同时运动灵活性的提高往往会降低稳定性、降低定位精度进而影响作业精度。这两者之间的性能冲突，给吸附机器人的设计带来挑战。为实现稳定运动及机器人越障能力，现有的主要解决办法是通过轮足式实现，例如专利文献CN107662662A采用轮驱支腿(2)的摆动实现越障，但越障高度受摆幅限制，越障时机身稳定性差，且越障精度低；再例如专利文献C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变构型轮足吸附机器人越障控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：接受越障指令，计算障碍物高度以及抬腿高度或跨步路径；S2：调整机器人初始位姿，接近障碍物；S3：进行基于障碍物高度的动作序列规划；S4：生成控制指令；S5；执行越障动作；S6：判断越障状态，若成功，则进行后续调姿作业；若不成功，则修正机器人位姿，回到S3，重新进行动作序列规划。2.根据权利要求1所述的变构型轮足吸附机器人越障控制方法，其特征在于，所述动作序列规划采用轮式行进和支腿(2)抬升组合越障动作序列或者采用轮式行进和支腿(2)跨步组合越障动作序列。3.根据权利要求2所述的变构型轮足吸附机器人越障控制方法，其特征在于，采用轮式行进和支腿(2)抬升组合越障动作序列，具体包括如下步骤：S31：锁定三轮上所有铰链，三轮整体运动，调整机器人初始位姿，使A轮足临近障碍物；S32：B轮足、C轮足、D辅足稳定支撑，锁定D辅足及B轮足、C轮足相对应的所有运动铰链；解锁A轮足所属支腿(2)局部铰链；减弱A轮足吸附力，调短A轮足对应两条支腿(2)长度使A轮足脱离壁面至A1高度，其中，A1高度大于障碍物高度h0；S33：B轮足、C轮足、D辅足支撑，整机前移h1，使A轮足完全越过障碍物，并保证A轮足复位后仍越过障碍物；S34：调长A轮足对应两条支腿(2)长度使A轮足接触壁面，增强A轮足吸附力并锁定保持A轮足稳定吸附壁面，锁定A轮足所属支腿(2)所有铰链；S35：A轮足、B轮足、C轮足驱动，整机继续前移h2；S36：A轮足、B轮足、C轮足驱动，整机以D辅足为圆心自转一定角度使得使B轮足临近障碍物；S37：A轮足、C轮足、D辅足稳定支撑，锁定D辅足及A轮足、C轮足相对应的所有运动铰链；解锁B轮足所属支腿(2)局部铰链；减弱B轮足吸附力，调短B轮足对应两条支腿(2)长度使B轮足脱离壁面至B1高度，B1高度大于障碍物高度h0；S38：A轮足、C轮足驱动，D辅足支撑，整机前移h3，使B轮足完全越过障碍物，并保证复位后仍越过障碍物；S39：调长B轮足对应两条支腿(2)长度使B轮足接触壁面，增强B轮足吸附力并锁定保持B轮足稳定吸附，锁定B轮足所属支腿(2)所有铰链；S310：A轮足、B轮足、D辅足稳定支撑，锁定D辅足及A轮足、B轮足相对应的所有运动铰链；解锁C轮足所属支腿(2)局部铰链；减弱C轮足吸附力，调短C轮足对应两条支腿(2)长度使C轮足脱离壁面至C1高度，C1高度大于障碍物高度h0；S311：A轮足、B轮足驱动，D轮足辅助支撑，整机前移h4，使C轮足完全越过障碍物，并保证复位后仍越过障碍物；调长C轮足对应两条支腿(2)长度使C轮足接触壁面，增强C轮足吸附力，锁定保持稳定吸附，锁定C轮足所属支腿(2)所有铰链；S312：A轮足、B轮足、C轮足驱动，整机以D辅足为圆心自转一定角度，复位至初始朝向。4.根据权利要求2所述的变构型轮足吸附机器人越障控制方法，其特征在于，采用轮式
行进和支腿(2)跨步组合越障动作序列，具体包括如下步骤：M1：锁定所有铰链，三轮整体运动，调整机器人初始位姿，使A轮足临近障碍物；M2：A轮足、B轮足、C轮足驱动，整机以D辅足为圆心自转一定角度，使A轮足和B轮足临近障碍物且整机前移h1；M3：A轮足、C轮足、D辅足稳定支撑，锁定D辅足及A轮足、C轮足所有运动铰链；解锁B轮足所属支腿(2)局部铰链，减弱B轮足吸附力，调节B轮足对应两条支腿(2)长度使B轮足脱离壁面并完全越过障碍物，抬升高度应大于障碍物高度h0，B轮足的并使B轮足复位接触壁面，增强B轮足吸附力，保持稳定吸附；M4：B轮足、C轮足、D辅足稳定支撑，锁定D辅足及B轮足、C轮足相对应的所有运动铰链；解锁A轮足所属支腿(2)局部铰链，减弱A轮足吸附力，调节A轮足对应两条支腿(2)长度使A轮足脱离壁面并完全越过障碍物，抬升高度应大于障碍物高度h0，增强A轮足吸附力，保持稳定吸附；M5：A轮足、C轮足、B轮足稳定支撑，锁定A轮足、C轮足、B轮足所有运动铰链；调节中间轴长度，使D辅足脱离壁面并抬升，抬升高度大于障碍物高度h0；A轮足、B轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张啸，邰潇逸，杨斌堂，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：