一种单摆臂履带平台及其楼梯翻越控制方法技术

本发明专利技术提供了一种单摆臂履带平台及其楼梯翻越控制方法。单摆臂履带平台，包括前摆臂；传动履带；动力机构，用于驱动前摆臂和传动履带；倾角传感器，用于测量单摆臂履带平台与水平参考平面的倾角；距离传感器，用于测量其与前方障碍物的距离；控制器，与倾角传感器、距离传感器和动力机构相连，用于根据倾角传感器测量的倾角和距离传感器测量的距离，通过动力机构驱动前摆臂和传动履带。实施本发明专利技术的技术方案可以提升楼梯翻越能力。案可以提升楼梯翻越能力。案可以提升楼梯翻越能力。

【技术实现步骤摘要】
一种单摆臂履带平台及其楼梯翻越控制方法


[0001]本专利技术涉及机械控制
，尤其涉及一种单摆臂履带平台及其楼梯翻越控制方法。

技术介绍

[0002]近年来机器人应用从制造领域向非制造领域发展，对机器人系统的多地形自适应越障能力提出了更高要求，楼梯翻越能力作为衡量移动机器人越障能力的一个重要指标，得到了广泛的研究，如何提高楼梯翻越能力是急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中的至少一个技术问题，本专利技术提供了一种单摆臂履带平台及其楼梯翻越控制方法。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供了一种单摆臂履带平台，包括：
[0005]前摆臂；
[0006]传动履带；
[0007]动力机构，用于驱动所述前摆臂和所述传动履带；
[0008]倾角传感器，用于测量所述单摆臂履带平台与水平参考平面的倾角；
[0009]距离传感器，用于测量其与前方障碍物的距离；
[0010]控制器，与所述倾角传感器、所述距离传感器和所述动力机构相连，用于接收所述倾角传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单摆臂履带平台，其特征在于，包括：前摆臂；传动履带；动力机构，用于驱动所述前摆臂和所述传动履带；倾角传感器，用于测量所述单摆臂履带平台与水平参考平面的倾角；距离传感器，用于测量其与前方障碍物的距离；控制器，与所述倾角传感器、所述距离传感器和所述动力机构相连，用于接收所述倾角传感器测量的倾角和所述距离传感器测量的距离，以及通过所述动力机构驱动所述前摆臂和所述传动履带。2.根据权利要求1所述的单摆臂履带平台，其特征在于，所述单摆臂履带平台还包括：编码器，用于测量传动履带的前进距离。3.根据权利要求1所述的单摆臂履带平台，其特征在于，所述单摆臂履带平台包括平台本体，所述倾角传感器与所述平台本体同轴安装。4.根据权利要求3所述的单摆臂履带平台，其特征在于，所述距离传感器安装在所述平台本体前侧。5.根据权利要求1所述的单摆臂履带平台，其特征在于，所述距离传感器为激光雷达。6.一种如权利要求1～5任一所述的单摆臂履带平台的楼梯翻越控制方法，其特征在于，包括：在预备阶段，控制所述单摆臂履带平台前进以及同时控制所述前摆臂上扬至第一角度，其中，所述预备阶段的进入条件为所述距离传感器测量到前方第一预设距离存在楼梯，所述预备阶段的结束条件为所述距离传感器测量到前方第二预设距离存在楼梯，其中，所述第二预设距离小于第一预设距离；在入梯阶段，控制所述单摆臂履带平台前进以及同时控制所述前摆臂下压至与所述单摆臂履带平台的平台主体的角度一致，其中，所述入梯阶段的进入条件为预备阶段结束，所述入梯阶段的结束条件为所述单摆臂履带平台的平台主体、所述前摆臂和所述楼梯的角度一致；在爬行阶段，控制所述单摆臂履带平台前进，其中，所述爬行阶段的进入条件为入梯阶段结束，所述爬行阶段的结束条件为所述距离传感器检测到前方无新的台阶；在出梯阶段，控制所述单摆臂履带平台前进第三预设距离以及同时控制所述前摆臂下降，其中，所述出梯阶段的进入条件为爬行阶段结束，所述出梯阶段的结束条件为所述单摆臂履带平台前进第三预设距离。7.根据权利要求6所述的楼梯翻越控制方法，其特征在于，所述控制所述单摆臂履带平台前进以及同时控制所述前摆臂上扬至第一角度包括：利用MPC控制所述单摆臂履带平台前进以及同时控制所述前摆臂上扬至第一角度；其中，状态项X、控制项U以及优化项f为：X＝(θ
f
,d)U＝(ω
f
,v)f＝(d
‑
d1)2+(θ
f
‑
θ1)2+v2+Δv2θ
f
为前摆臂角度，d为平台本体与楼梯边缘的距离，ω
f
为前摆臂的运动角速度，v为传动
履带的运行速度，d1为第二预设距离，θ1为第一角度，初始条件为θ
f
＝0；d＝d0，d0为第一预设距离，约束为5度/s≤ω
f
≤5度/s；
‑
3m/s≤v≤3ms；边界条件为：θ
f
‑
(θ
f
+ω
f

【专利技术属性】
技术研发人员：李硕，朱立君，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：