足式机器人及其运动控制方法技术

本申请涉及一种足式机器人及其运动控制方法，足式机器人包括：腿足主体，包括第一电机

【技术实现步骤摘要】
足式机器人及其运动控制方法


[0001]本申请涉及足式机器人
，特别是涉及足式机器人及其运动控制方法
。

技术介绍

[0002]随着机器人技术的不断发展，足式机器人以其地形适应力强
、
应用范围广
、
环境交互性好等优势，逐步应用到军工
、
巡检
、
物流等领域的各种场景中
。
[0003]目前，足式机器人包括躯身主体和分别与躯身主体相连接的腿足模块，腿足模块一般由髋关节电机
、
大腿电机和小腿电机这三个电机控制来实现足式机器人的运动
。
[0004]然而，在实际工作中大腿电机以及小腿电机承担了足式机器人在运动状态
、
站立状态下的大部分能耗
。
而且足式机器人即使长时间站立不动，由于其保持站立姿势时腿足模块仍需要关节保持一定的扭矩输出，导致足式机器人在站立状态时，大腿电机以及小腿电机仍然处于负载工作状态，持续消耗能量，影响足式机器人的续航能力，大大限制了足式机器人的适应性
。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对站立状态能量消耗量较大问题，提供一种足式机器人及其运动控制方法
。
[0006]本申请提供了一种足式机器人，包括：
[0007]腿足主体，包括第一电机
、
第二电机
、
大腿及小腿，所述第二电机分别与所述第一电机的输出轴
、
所述大腿相连，所述小腿与所述大腿铰接，所述第二电机与所述小腿传动连接；
[0008]第一限位结构，设置或形成于所述第一电机和
/
或所述第二电机，用于在所述腿足主体由运动状态切换至站立状态时限制所述第二电机相对所述第一电机转动；
[0009]第二限位结构，设置或形成于所述大腿和
/
或所述小腿，用于在所述腿足主体由运动状态切换至站立状态时限制所述小腿相对所述大腿转动；
[0010]控制装置，与所述第一电机
、
所述第二电机电连接，用于在所述腿足主体由运动状态切换至站立状态时，控制所述第一电机及所述第二电机停止输出动力
。
[0011]上述足式机器人工作时，控制装置控制第一电机以及第二电机启动，第一电机以及第二电机分别动作，第一电机的输出轴带动第二电机随之转动，第二电机带动大腿
、
小腿随之运动，以使得腿足主体处于运动状态；当需要静止站立时，控制装置控制第一电机和第二电机分别转动设定角度，腿足主体由运动状态切换至站立状态，此时，第一限位结构限制第二电机相对第一电机转动，大腿停止运动，第二限位结构限制小腿相对大腿转动，小腿停止运动，控制装置控制第一电机和第二电机停止输出动力，达到节省能耗的目的
。
在站立状态时通过第一限位结构和第二限位结构与腿足主体的机械限位保持自锁以保持站立状态，同时第一电机和第二电机的电机扭矩得到释放，减少了电池能量消耗，提升了运行时间，能够便于足式机器人的运行时间
、
电池容量
、
整机重量等参数的设计选择，大大拓展了足式机
器人的适应性
。
[0012]在其中一个实施例中，所述第一限位结构包括：
[0013]第一阻挡部；
[0014]第一配合部，其与所述第一阻挡部两者中的一者设置或形成于所述第一电机，另一者设置或形成于所述第二电机，所述腿足主体处于站立状态时所述第一配合部与所述第一阻挡部限位抵接
。
[0015]在其中一个实施例中，所述第一阻挡部包括两个阻挡面，两个所述阻挡面相互间隔设置并位于以所述第一电机的输出轴为轴线的圆弧线上，所述圆弧线为所述第一配合部相对于两个所述阻挡面运动时的运动轨迹线
。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一限位结构包括限位件，所述限位件上设置或形成有所述第一阻挡部，所述限位件设置于所述第一电机，且在所述第一电机相对所述第二电机转动的方向上，所述限位件在所述第一电机上的位置可调；或者，
[0017]所述第一限位结构包括限位件，所述限位件上设置或形成有所述第一阻挡部，所述限位件设置于所述第二电机，且在所述第一电机相对所述第二电机转动的方向上，所述限位件在所述第二电机上的位置可调
。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一限位结构还包括与所述控制装置通信连接的第一驱动器，所述第一驱动器与所述限位件连接，以用于驱动调整所述限位件在所述第一电机或者所述第二电机上的位置；或者，
[0019]所述第一电机或者所述第二电机上设置有多个第一安装部，其中，在所述第二电机相对于所述第一电机转动的转动弧线上，多个所述第一安装部相互间隔，所述限位件可拆卸地固定于任一所述第一安装部
。
[0020]在其中一个实施例中，所述小腿能够相对所述大腿顺时针摆动至第一极限位置，所述第二限位结构用于限制所述小腿相对所述大腿顺时针摆动并停靠于所述第一极限位置；
[0021]和
/
或，
[0022]所述小腿能够相对所述大腿逆时针摆动至第二极限位置，所述第二限位结构用于限制所述小腿相对所述大腿逆时针摆动并停靠于所述第二极限位置
。
[0023]在其中一个实施例中，所述第二限位结构包括：
[0024]第二阻挡部；
[0025]第二配合部，其与所述第二阻挡部两者中的一者设置或形成于所述大腿，另一者设置或形成于所述小腿，所述腿足主体处于站立状态时所述第二配合部与所述第二阻挡部限位抵接
。
[0026]在其中一个实施例中，所述第二限位结构包括阻挡件，所述阻挡件设置于所述大腿，所述阻挡件上设置或形成有所述第二阻挡部，且所述阻挡件在所述大腿上的固定位置可调，以用于调整所述站立状态下所述大腿和所述小腿的夹角；或者，
[0027]所述第二限位结构包括阻挡件，所述阻挡件设置于所述小腿，所述阻挡件上设置或形成有所述第二阻挡部，且所述阻挡件在所述大腿上的固定位置可调，以用于调整所述站立状态下所述大腿和所述小腿的夹角
。
[0028]在其中一个实施例中，所述第二限位结构还包括与所述控制装置通信连接的第二
驱动器，所述第二驱动器与所述阻挡件驱动连接，以用于驱动调整所述阻挡件在所述大腿或者所述小腿上的固定位置；或者，
[0029]所述大腿靠近所述小腿的一端或者所述小腿靠近所述大腿的一端上设置有多个第二安装部，其中，在所述小腿相对于所述大腿转动的转动弧线上，多个所述第二安装部相互间隔，所述阻挡件可拆卸地固定于任一所述第二安装部
。
[0030]另外，本申请的实施方式还提供了一种用于如上述任一项技术方案所述的足式机器人的运动控制方法，包括以下步骤：
[0031]步骤
S100
，采集足式机器人的运动状态参数，所述运动状态参数包括所述第一电机和
/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种足式机器人，其特征在于，包括：腿足主体，包括第一电机
、
第二电机
、
大腿及小腿，所述第二电机分别与所述第一电机的输出轴
、
所述大腿相连，所述小腿与所述大腿铰接，所述第二电机与所述小腿传动连接；第一限位结构，设置或形成于所述第一电机和
/
或所述第二电机，用于在所述腿足主体由运动状态切换至站立状态时限制所述第二电机相对所述第一电机转动；第二限位结构，设置或形成于所述大腿和
/
或所述小腿，用于在所述腿足主体由运动状态切换至站立状态时限制所述小腿相对所述大腿转动；控制装置，与所述第一电机
、
所述第二电机电连接，用于在所述腿足主体由运动状态切换至站立状态时，控制所述第一电机及所述第二电机停止输出动力
。2.
根据权利要求1所述的足式机器人，其特征在于，所述第一限位结构包括：第一阻挡部；第一配合部，其与所述第一阻挡部两者中的一者设置或形成于所述第一电机，另一者设置或形成于所述第二电机，所述腿足主体处于站立状态时所述第一配合部与所述第一阻挡部限位抵接
。3.
根据权利要求2所述的足式机器人，其特征在于，所述第一阻挡部包括两个阻挡面，两个所述阻挡面相互间隔设置并位于以所述第一电机的输出轴为轴线的圆弧线上，所述圆弧线为所述第一配合部相对于两个所述阻挡面运动时的运动轨迹线
。4.
根据权利要求2所述的足式机器人，其特征在于，所述第一限位结构包括限位件，所述限位件上设置或形成有所述第一阻挡部，所述限位件设置于所述第一电机，且在所述第一电机相对所述第二电机转动的方向上，所述限位件在所述第一电机上的位置可调；或者，所述第一限位结构包括限位件，所述限位件上设置或形成有所述第一阻挡部，所述限位件设置于所述第二电机，且在所述第一电机相对所述第二电机转动的方向上，所述限位件在所述第二电机上的位置可调
。5.
根据权利要求4所述的足式机器人，其特征在于，所述第一限位结构还包括与所述控制装置通信连接的第一驱动器，所述第一驱动器与所述限位件连接，以用于驱动调整所述限位件在所述第一电机或者所述第二电机上的位置；或者，所述第一电机或者所述第二电机上设置有多个第一安装部，其中，在所述第二电机相对于所述第一电机转动的转动弧线上，多个所述第一安装部相互间隔，所述限位件可拆卸地固定于任一所述第一安装部
。6.
根据权利要求1所述的足式机器人，其特征在于，所述小腿能够相对所述大腿顺时针摆动至第一极限位置，所述第二限位结构用于限制所述小腿相对所述大腿顺时针摆动并停靠于所述第一极限位置；和
/
或，所述小腿能够相对所述大腿逆时针摆动至第二极限位置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁高瑞，谭宏洋，王宏飞，姜明武，
申请(专利权)人：苏州光格科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：