【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，具体涉及一种多模态移动六足机器人及其控制方法。
技术介绍
1、近代以来，新的材料技术、信息技术、新能源技术、人工智能技术等蓬勃发展，这些技术的发展为机器人技术的未来提供了更多的可能，机器人技术作为制造业皇冠顶端上的明珠，正在深远地影响着人类社会的生活生产方式。
2、目前，尽管国内外机器人市场持续增长，但机器人商业产品仍存在产品成本高、功能扩展性差的问题。针对上述存在的问题，亟需研究人员们研发一款拥有多形态结合可执行多种任务的机器人，用于家庭服务、工厂搬运、灾后救援和大型建筑维护等场景。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多模态移动六足机器人及其控制方法，所述多模态移动六足机器人，通过其可变形的结构设计，兼具运动性能优异的轮式机器人与和可以适应多种地形的腿式机器人的优点，能够在家庭服务、工厂搬运、灾后救援及大型建筑维护等多种复杂环境中执行特定任务，实现了作业自动化，具有节省人力、保证作业安全等优点。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、第一方面，本专利技术提供了一种多模态移动六足机器人，包括机器人主体、吸附模块和控制系统；
4、所述机器人主体包括机械臂、机身、六条机械腿和六个可替换的足部机构，所述机械腿对称安装于机身两侧，每一侧安装三条，所述五轴机械臂安装于机身上表面，所述足部机构一对一安装在机械腿上，所述足部机构选自吸盘、支撑足和组合模块中的一种，其中组
5、所述吸附模块安装于机身上且与吸盘相连接，用于实现多模态移动六足机器人的爬壁功能；
6、所述控制系统安装于机身上，分别与机械臂、机械腿、吸附模块和组合模块的驱动电机通讯连接，用于控制机械臂和机械腿的运动、控制吸附模块的开启或关闭以及控制驱动电机的转向与转速。
7、进一步地，所述机身包括机身主体、吸附室和主控室，所述主控室安装在机身主体的上表面，所述吸附室安装在主控室的上表面。
8、进一步地，所述机械臂为五轴机械臂，所述五轴机械臂包括机械臂第一连杆、机械臂第二连杆、机械臂第三连杆、两个机械臂单轴舵机、三个机械臂双轴舵机、滑动轴承、夹爪、夹爪舵机和机械臂机架；
9、其中，所述机械臂第一连杆、机械臂第二连杆和机械臂第三连杆依次通过一个机械臂双轴舵机相连接，所述夹爪通过一个机械臂单轴舵机连接在机械臂第三连杆的另一端，所述夹爪舵机安装在夹爪上，用于驱动夹爪的打开或闭合，
10、所述机械臂第一连杆的另一端通过一个机械臂双轴舵机与滑动轴承上表面相连接，所述滑动轴承下表面连接一个机械臂单轴舵机，滑动轴承下表面的机械臂单轴舵机通过机械臂机架安装在机身的上表面。
11、进一步地，所述机械腿包括机械腿第一连杆、机械腿第二连杆、机械腿第三连杆、机械腿第四连杆和串行总线舵机，其中机械腿第一连杆、机械腿第二连杆、机械腿第三连杆和机械腿第四连杆间依次通过串行总线舵机进行连接。
12、进一步地，所述吸附模块安装在吸附室内；所述吸附模块包括气管、真空气泵和电磁阀，所述气管连接在吸盘和真空气泵之间，所述电磁阀安装在气管上，用于控制气路的开闭。
13、进一步地，还包括激光雷达和rgb相机；所述激光雷达通过六角铜柱安装在主控室上方，用于获取环境信息；所述rgb相机安装在机械臂第三连杆上，用于获取环境图像。
14、进一步地，所述控制系统包括电源、上位pc机、树莓派4b和arduino uno开发板；
15、其中所述上位pc机与树莓派4b远程通讯连接，所述树莓派4b安装于主控室内部，分别与arduino uno开发板、机械臂单轴舵机、机械臂双轴舵机、串行总线舵机、带有编码器的驱动电机、激光雷达和rgb相机通讯连接；
16、所述arduino uno开发板安装于吸附室内，与真空气泵和电磁阀通讯连接。
17、进一步地，还包括imu惯性导航模组，通讯连接于树莓派4b上，用于获取机器人自身的姿态信息。
18、第二方面，本专利技术提供了一种所述多模态移动六足机器人的行进控制方法，所述多模态移动六足机器人的足部机构为吸盘或支撑足，所述行进控制方法包括：
19、初始时，将多模态移动六足机器人的机械腿分为两组，一组包括机身其中一侧中间的一条河另一侧两边的两条，其余为另一组，分别记为正相的腿和反相的腿；
20、控制多模态移动六足机器人行进时，抬起机器人反相的腿并向前/向后摆动到目标位置，到达后放下反相的腿；
21、当反相的腿放下后，抬起正相的腿，并用反相的腿来推动机身向前/向后；
22、当正相的腿摆动到目标位置并放下后，抬起反相的腿，并用正相的腿来推动机身向前/向后；
23、依次往复，直至机器人到达目标位置。
24、第三方面，本专利技术提供了一种所述多模态移动六足机器人的转向控制方法，所述多模态移动六足机器人的足部机构为吸盘或支撑足，所述转向控制方法包括：
25、初始时，将多模态移动六足机器人的机械腿分为两组，一组包括机身其中一侧中间的一条河另一侧两边的两条，其余为另一组，分别记为正相的腿和反相的腿；
26、控制多模态移动六足机器人转向时，抬起机器人正相的腿，使正相的腿顺时针/逆时针旋转到目标位置，到达后放下正相的腿；
27、当正相的腿放下后，抬起反相的腿，使正相的腿逆时针/顺时针旋转到初始位置，同时反相的腿顺时针/逆时针旋转到目标位置，放下反相的腿，抬起正相的腿；
28、依次往复，直至机器人的机身主体到达目标朝向。
29、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
30、本专利技术提供的多模态移动六足机器人，通过其可变形的结构设计，兼具运动性能优异的轮式机器人与和可以适应多种地形的腿式机器人的优点，同时搭载了一个拥有作业能力的五轴机械臂和真空吸附装置，使其具备爬壁、越野和快速行进三种形态，能够在家庭服务、工厂搬运、灾后救援及大型建筑维护等多种复杂环境中执行特定任务，实现了作业自动化，具有节省人力、保证作业安全等优点；
31、本专利技术提供的多模态移动六足机器人的行进控制方法和转向控制方法，当机器人变形为爬壁、越野两种形态进行工作时，通过将六组机械腿分为两个运行组运行，使用三角步态移动，减少了同一时刻运行的串行总线舵机的数量，也减少了对电源的功率要求。
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1.一种多模态移动六足机器人，其特征在于：包括机器人主体、吸附模块和控制系统；
2.根据权利要求1所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述机身包括机身主体（2）、吸附室（13）和主控室（14），所述主控室（14）安装在机身主体（2）的上表面，所述吸附室（13）安装在主控室（14）的上表面。
3.根据权利要求2所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述机械臂为五轴机械臂，所述五轴机械臂包括机械臂第一连杆（11）、机械臂第二连杆（9）、机械臂第三连杆（8）、两个机械臂单轴舵机（3）、三个机械臂双轴舵机（5）、滑动轴承（4）、夹爪（6）、夹爪舵机（12）和机械臂机架（16）；
4.根据权利要求3所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述机械腿包括机械腿第一连杆（20）、机械腿第二连杆（19）、机械腿第三连杆（21）、机械腿第四连杆（1）和串行总线舵机（10），其中机械腿第一连杆（20）、机械腿第二连杆（19）、机械腿第三连杆（21）和机械腿第四连杆（1）间依次通过串行总线舵机（10）进行连接。
5.根据权利要求4所述的多模态移动六
6.根据权利要求5所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：还包括激光雷达（18）和RGB相机（7）；所述激光雷达（18）通过六角铜柱（15）安装在主控室（14）上方，用于获取环境信息；所述RGB相机（7）安装在机械臂第三连杆（8）上，用于获取环境图像。
7.根据权利要求6所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述控制系统包括电源、上位PC机、树莓派4B和Arduino UNO开发板；
8.根据权利要求7所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：还包括IMU惯性导航模组，通讯连接于树莓派4B上，用于获取机器人自身的姿态信息。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的多模态移动六足机器人的行进控制方法，其特征在于，所述多模态移动六足机器人的足部机构为吸盘或支撑足，所述行进控制方法包括：
10.一种如权利要求1-8任一项所述的多模态移动六足机器人的转向控制方法，其特征在于，所述多模态移动六足机器人的足部机构为吸盘或支撑足，所述转向控制方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多模态移动六足机器人，其特征在于：包括机器人主体、吸附模块和控制系统；
2.根据权利要求1所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述机身包括机身主体（2）、吸附室（13）和主控室（14），所述主控室（14）安装在机身主体（2）的上表面，所述吸附室（13）安装在主控室（14）的上表面。
3.根据权利要求2所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述机械臂为五轴机械臂，所述五轴机械臂包括机械臂第一连杆（11）、机械臂第二连杆（9）、机械臂第三连杆（8）、两个机械臂单轴舵机（3）、三个机械臂双轴舵机（5）、滑动轴承（4）、夹爪（6）、夹爪舵机（12）和机械臂机架（16）；
4.根据权利要求3所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述机械腿包括机械腿第一连杆（20）、机械腿第二连杆（19）、机械腿第三连杆（21）、机械腿第四连杆（1）和串行总线舵机（10），其中机械腿第一连杆（20）、机械腿第二连杆（19）、机械腿第三连杆（21）和机械腿第四连杆（1）间依次通过串行总线舵机（10）进行连接。
5.根据权利要求4所述的多模态移动六足机器人，其特征在于：所述吸附模块安装在吸附室（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：苑明海，叶杨，姚坤，张震，许焕敏，朱雅萍，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：
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