半被動(dòng)行走裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種半被動(dòng)行走裝置及其控制方法，包括行走機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)行走的驅(qū)動(dòng)裝置、用于收集行走機(jī)構(gòu)行走數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置以及為行走提供實(shí)時(shí)行走方案的主控裝置；本發(fā)明通過絲桿的上下移動(dòng)解決了擺動(dòng)腿腳擦地的問題。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置由多電機(jī)為行走裝置提供動(dòng)力，并通過同步帶輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)內(nèi)外腿的擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)行走；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)精巧、行走穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、救援、玩具、醫(yī)療等領(lǐng)域。
【專利說明】
半被動(dòng)行走裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及康復(fù)醫(yī)療，玩具，軍事應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種半被動(dòng)行走裝置及其控制方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)今，機(jī)器人技術(shù)是世界各國研究的熱點(diǎn)，尤其是被動(dòng)行走機(jī)器人的研究更是該領(lǐng)域的前沿科技。目前，國內(nèi)外在被動(dòng)行走機(jī)器人的研究上已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成果，也研發(fā)出非常具有代表性的物理樣機(jī)原型。例如(DCornell大學(xué)研制的一款2D被動(dòng)行走機(jī)器人 “突擊隊(duì)員(Ranger)”，通過巧妙旋轉(zhuǎn)踝關(guān)節(jié)解決行走擦地問題，該結(jié)構(gòu)最大的不足是傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜實(shí)際大規(guī)模推廣；(2)日本HONDA公司的ASM0,雖然具備完整的仿人形態(tài)，但是全主動(dòng)式的機(jī)器人，其耗能很大，不適合實(shí)際應(yīng)用；(3)荷蘭Delft大學(xué)從2002年以來開發(fā)了多款被動(dòng)行走機(jī)器人，文章《Adding an upper body to passive dynamic walking robots by means of a bisecting hip mechanism》中介紹的半被動(dòng)行走機(jī)器人Mike (2002年)，其雙腿膝關(guān)節(jié)有復(fù)雜的自鎖定結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)最大的問題是腿部膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種控制方便、結(jié)構(gòu)簡單并且有效解決擺動(dòng)腿擦地問題的半被動(dòng)行走裝置及其控制方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:半被動(dòng)行走裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)行走的驅(qū)動(dòng)裝置、用于收集行走機(jī)構(gòu)行走數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置，以及為行走提供實(shí)時(shí)行走方案的主控裝置，所述行走機(jī)構(gòu)包括腿部和髖部，所述髖部包括支撐板、連接桿、直線軸承座A、直線軸承座B、控制塊和固定桿，所述腿部由一對內(nèi)腿和一對外腿組成， 每條腿的頂端都固定連接絲桿，絲桿上設(shè)置有滑塊，所述內(nèi)腿的上部與直線軸承座A固連， 外腿的上部與直線軸承座B固連，直線軸承座A通過連接件與直線軸承座B轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接件穿過設(shè)置在直線軸承座A與直線軸承座B之間的支撐板，所述連接桿的兩端分別與一對固定在兩內(nèi)腿上的直線軸承座A連接，控制塊設(shè)置于滑塊上方，控制塊與直線軸承座A和控制塊與直線軸承座B之間均設(shè)置有固定桿。
[0005]所述驅(qū)動(dòng)裝置包括帶動(dòng)外腿前后擺動(dòng)的直流電機(jī)1、帶動(dòng)內(nèi)腿前后擺動(dòng)的直流電機(jī)n、固定設(shè)置在控制塊上的直流電機(jī)m和電源，直流電機(jī)m的轉(zhuǎn)子上設(shè)置有齒輪，齒輪與設(shè)置在滑塊上的齒條配合。
[0006]所述數(shù)據(jù)采集裝置、主控裝置和電源設(shè)置在連接桿上。所述內(nèi)腿和外腿為由彈性材料制成的中空的薄壁管狀結(jié)構(gòu)。
[0007]具體地，所述內(nèi)腿和外腿的下端設(shè)有足部，所述足部為圓弧形，足部與地面的接觸方式為線接觸。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集裝置包括編碼器和陀螺儀，用編碼器采集內(nèi)腿和外腿間的夾角小， 陀螺儀支撐腿與地面垂線間的夾角9。
[0009]基于上述裝置，本發(fā)明還提供了一種半被動(dòng)行走裝置的控制方法，包括以下步驟: [〇〇1 〇] S1、連接好各裝置，并將內(nèi)外腿叉開與地面成一定角度而處于靜態(tài)平衡狀態(tài);假設(shè)外腿作為擺動(dòng)腿朝后放置，內(nèi)腿作為支撐腿朝前放置。
[0011]S2、向主控裝置的微控制單元下載控制程序，接通電源，使行走裝置啟動(dòng)。
[0012]S3、控制擺動(dòng)腿的兩條直腿作同步擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，及控制電機(jī)I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使擺動(dòng)腿向前擺動(dòng)離開地面，使得整體重心向前移動(dòng)，同時(shí)，控制擺動(dòng)腿的電機(jī)m順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)腿向上伸長一定距離，完成前進(jìn)起步。
[0013]S4、主控裝置實(shí)時(shí)處理編碼器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)擺動(dòng)腿與支撐腿重合時(shí)，直流電機(jī)I和直流電機(jī)m卸載，即夾角巾和0都為0°時(shí)，完成半步前進(jìn)行走。
[0014]S5、靠重力和慣性作用使支持腿向前做倒立擺，而擺動(dòng)腿前擺下沉，使得整體重心向前移動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)腿自然擺動(dòng)到著地位置，支撐腿與擺動(dòng)腿完成角色切換;其勢能轉(zhuǎn)換為前進(jìn)動(dòng)能，完成半步前進(jìn)行走;在此過程中，擺動(dòng)腿的直流電機(jī)m逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)腿還原為原有長度。
[0015]S6、控制電機(jī)n正向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)腿作為擺動(dòng)腿向前擺動(dòng)離開地面，使得整體重心向前移動(dòng)，同時(shí)控制擺動(dòng)腿的電機(jī)m順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)腿向上伸長一定距離，完成前進(jìn)起步。
[0016]S7、主控裝置實(shí)時(shí)處理編碼器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)擺動(dòng)腿與支撐腿重合時(shí)，直流電機(jī)n和直流電機(jī)m卸載，即夾角巾和0都為0°時(shí)，完成半步前進(jìn)行走。
[0017]S8、靠重力和慣性作用使支持腿向前做倒立擺，而擺動(dòng)腿前擺下沉，使得整體重心向前移動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)腿自然擺動(dòng)到著地位置，支撐腿與擺動(dòng)腿完成角色切換;其勢能轉(zhuǎn)換為前進(jìn)動(dòng)能，完成半步前進(jìn)行走;在此過程中，擺動(dòng)腿的直流電機(jī)m逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)腿還原為原有長度。
[0018]S9、不斷重復(fù)S3、S4、S5、S6、S7、S8步驟，行走器將持續(xù)向前行走。
[0019]本發(fā)明基于以上技術(shù)方案，具有以下有益技術(shù)效果:
[0020]1、本發(fā)明行走裝置通過絲桿與長直腿組合采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)腿的上下移動(dòng)解決了擺動(dòng)腿擦地的問題。
[0021]2、本發(fā)明行走裝置的腿部采用直腿結(jié)構(gòu)，減少關(guān)節(jié)連接和控制，具有良好的穩(wěn)定性，且長直腿為中空的薄壁管，使得腿部質(zhì)量更小，能夠有效的降低能耗。
[0022]3、本發(fā)明行走裝置通過多電機(jī)為行走提供動(dòng)力，并通過同步帶輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)外腿以及內(nèi)腿的前后擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)行走。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)精巧、行走穩(wěn)定、腿部靈活的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、救援、玩具、醫(yī)療等領(lǐng)域。
[0023]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的【具體實(shí)施方式】中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得?！靖綀D說明】[〇〇24]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中:
[0025]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；[〇〇26]圖2為本發(fā)明髖部結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇27]圖3為本發(fā)明行走結(jié)構(gòu)示意圖；[〇〇28]圖4位本發(fā)明局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]其中，1、腿部；卜1、外腿；1-2、內(nèi)腿；1-3、絲桿；卜4、滑塊;2、髖部；2-1、支撐板;2-2、連接桿;2-3、直線軸承座A; 2-4、直線軸承座B; 2-5、控制塊;2-6、固定桿;3、驅(qū)動(dòng)裝置;3-1、直流電機(jī)1;3-2、直流電機(jī)11;3-3、直流電機(jī)111;3-4、齒輪;3-5、電源;4、數(shù)據(jù)采集裝置;5、主控裝置?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖給出一種非限定的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例的，而非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略的對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不要混淆本發(fā)明的概念。[0031 ]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，對于本發(fā)明的半被動(dòng)行走裝置，為四足行走裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)行走的驅(qū)動(dòng)裝置3、用于收集行走機(jī)構(gòu)行走數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置4,以及為行走提供實(shí)時(shí)行走方案的主控裝置5,所述行走機(jī)構(gòu)包括腿部1和髖部2,所述髖部2包括支撐板2-1、連接桿2-2、直線軸承座A2-3、直線軸承座B2-4、控制塊2-5和固定桿2-6,所述腿部1由一對內(nèi)腿1-2和一對外腿1-1組成，每條腿的頂端都固定連接絲桿1-3,絲桿 1-3上設(shè)置有滑塊1-4,所述內(nèi)腿1-2的上部與直線軸承座A2-3固連，外腿1-1的上部與直線軸承座B2-4固連，直線軸承座A2-3通過連接件與直線軸承座B2-4轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連接件穿過設(shè)置在直線軸承座A2-3與直線軸承座B2-4之間的支撐板2-1，所述連接桿2-2的兩端分別與一對固定在兩內(nèi)腿上的直線軸承座A2-3連接，控制內(nèi)外腿擺動(dòng)幅度的控制塊2-5設(shè)置于滑塊 1-4上方，控制塊2-5與直線軸承座A2-3和控制塊2-5與直線軸承座B2-4之間均設(shè)置有固定桿 2-6〇
[0032]所述驅(qū)動(dòng)裝置3包括帶動(dòng)外腿前后擺動(dòng)的直流電機(jī)13-1、帶動(dòng)內(nèi)腿前后擺動(dòng)的直流電機(jī)113-2、固定設(shè)置在控制塊2-5上的直流電機(jī)III3-3和電機(jī)提供動(dòng)力的電源3-5,直流電機(jī)III3-3的轉(zhuǎn)子上設(shè)置有齒輪3-4,齒輪3-4與設(shè)置在滑塊1-4上的齒條配合，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)內(nèi)外腿的上下伸縮移動(dòng)。直流電機(jī)13-1和直流電機(jī)II 3-2固定設(shè)置在支撐板上。 所述數(shù)據(jù)采集裝置4、主控裝置5和電源3-5設(shè)置在連接桿2-2上。
[0033]本實(shí)施例中，所述腿部的下端設(shè)有足部，所述足部為圓弧形，所述足部與地面的接觸方式為線接觸，減少行走擺動(dòng)過程中與地面的摩擦。
[0034]本實(shí)施例中，所述半被動(dòng)行走裝置，所述主控裝置包括向行走器發(fā)出指令的微控制單元、用于驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元、用于為行走器提供豐富的擴(kuò)展口的外圍接口單元以及用于控制行走器各裝置電壓的電源管理單元。
[0035]本實(shí)施例中，所述內(nèi)腿和外腿以相互交替的方式切換成支撐腿和擺動(dòng)腿。
[0036]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)采集裝置4包括編碼器和陀螺儀，用編碼器采集內(nèi)腿和外腿間的夾角巾，陀螺儀支撐腿與地面垂線間的夾角9。
[0037]具體的，本發(fā)明的半被動(dòng)行走裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)行走的驅(qū)動(dòng)裝置、用于收集行走機(jī)構(gòu)行走數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置以及為行走提供實(shí)時(shí)行走方案的主控裝置。本發(fā)明行走裝置通過絲桿與長直腿組合采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)腿的上下移動(dòng)解決了擺動(dòng)腿擦地的問題。腿部采用直腿結(jié)構(gòu)，減少關(guān)節(jié)連接和控制，具有良好的穩(wěn)定性，且長直腿為中空的薄壁管，使得腿部質(zhì)量更小，能夠有效的降低能耗。該裝置通過多電機(jī)為行走提供動(dòng)力，并通過同步帶輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)外腿以及內(nèi)腿的前后擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)行走。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)精巧、行走穩(wěn)定、腿部靈活的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、救援、玩具、醫(yī)療等領(lǐng)域。
[0038]本發(fā)明的另一具體實(shí)施例中，半被動(dòng)行走裝置的行走控制方法，包括以下步驟:
[0039]S1、連接好各裝置，并將內(nèi)外腿叉開與地面成一定角度而處于靜態(tài)平衡狀態(tài);假設(shè)外腿作為擺動(dòng)腿朝后放置，內(nèi)腿作為支撐腿朝前放置。
[0040]S2、向主控裝置的微控制單元下載控制程序，接通電源，使行走裝置啟動(dòng)。
[0041]S3、控制擺動(dòng)腿的兩條直腿作同步擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，及控制電機(jī)I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使擺動(dòng)腿向前擺動(dòng)離開地面，使得整體重心向前移動(dòng)，同時(shí)，控制擺動(dòng)腿的電機(jī)m順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)腿向上伸長一定距離，完成前進(jìn)起步。
[0042]S4、主控裝置實(shí)時(shí)處理編碼器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)擺動(dòng)腿與支撐腿重合時(shí)，直流電機(jī)I和直流電機(jī)m卸載，即夾角巾和0都為0°時(shí)，完成半步前進(jìn)行走。
[0043]S5、靠重力和慣性作用使支持腿向前做倒立擺，而擺動(dòng)腿前擺下沉，使得整體重心向前移動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)腿自然擺動(dòng)到著地位置，支撐腿與擺動(dòng)腿完成角色切換;其勢能轉(zhuǎn)換為前進(jìn)動(dòng)能，完成半步前進(jìn)行走;在此過程中，擺動(dòng)腿的直流電機(jī)m逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)腿還原為原有長度。
[0044]S6、控制電機(jī)n正向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)腿作為擺動(dòng)腿向前擺動(dòng)離開地面，使得整體重心向前移動(dòng)，同時(shí)控制擺動(dòng)腿的電機(jī)m順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)腿向上伸長一定距離，完成前進(jìn)起步。
[0045]S7、主控裝置實(shí)時(shí)處理編碼器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)擺動(dòng)腿與支撐腿重合時(shí)，直流電機(jī)n和直流電機(jī)m卸載，即夾角(i)和0都為0°時(shí)，完成半步前進(jìn)行走。
[0046]S8、靠重力和慣性作用使支持腿向前做倒立擺，而擺動(dòng)腿前擺下沉，使得整體重心向前移動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)腿自然擺動(dòng)到著地位置，支撐腿與擺動(dòng)腿完成角色切換;其勢能轉(zhuǎn)換為前進(jìn)動(dòng)能，完成半步前進(jìn)行走;在此過程中，擺動(dòng)腿的直流電機(jī)m逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)腿還原為原有長度。
[0047]S9、不斷重復(fù)S3、S4、S5、S6、S7、S8步驟，行走器將持續(xù)向前行走。
[0048]在以上步驟中擺動(dòng)腿的伸縮控制為，電機(jī)m順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過齒輪傳動(dòng)，滾珠絲桿的滑塊順時(shí)針轉(zhuǎn)，絲桿向上移動(dòng)，即腿向上縮，電機(jī)m逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過齒輪傳動(dòng)，滾珠絲桿的滑塊逆時(shí)針轉(zhuǎn)，絲桿向下移動(dòng)，即腿向下伸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.半被動(dòng)行走裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)行走的驅(qū)動(dòng)裝置(3)、用于收集 行走機(jī)構(gòu)行走數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集裝置(4)，以及為行走提供實(shí)時(shí)行走方案的主控裝置(5)，所 述行走機(jī)構(gòu)包括腿部(1)和髖部(2)，其特征在于:所述髖部(2)包括支撐板(2-1)、連接桿 (2-2)、直線軸承座A(2-3)、直線軸承座B(2-4)、控制塊(2-5)和固定桿(2-6)，所述腿部(1) 由一對內(nèi)腿(1-2)和一對外腿(1-1)組成，每條腿的頂端都固定連接絲桿(1-3)，絲桿(1-3) 上設(shè)置有滑塊(1-4)，所述內(nèi)腿(1-2)的上部與直線軸承座A(2-3)固連，外腿(1-1)的上部與 直線軸承座B(2-4)固連，直線軸承座A(2-3)通過連接件與直線軸承座B(2-4)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連 接件穿過設(shè)置在直線軸承座A(2-3)與直線軸承座B(2-4)之間的支撐板(2-1)，所述連接桿 (2-2)的兩端分別與一對固定在兩內(nèi)腿上的直線軸承座A(2-3)連接，控制塊(2-5)設(shè)置于滑 塊(1-4)上方，控制塊(2-5)與直線軸承座A(2-3)和控制塊(2-5)與直線軸承座B(2-4)之間 均設(shè)置有固定桿(2-6);所述驅(qū)動(dòng)裝置(3)包括帶動(dòng)外腿前后擺動(dòng)的直流電機(jī)1(3-1)、帶動(dòng)內(nèi)腿前后擺動(dòng)的直 流電機(jī)n (3-2)、固定設(shè)置在控制塊(2-5)上的直流電機(jī)m (3-3)和電源(3-5)，直流電機(jī)m (3-3)的轉(zhuǎn)子上設(shè)置有齒輪(3-4)，齒輪(3-4)與設(shè)置在滑塊(1-4)上的齒條配合；所述數(shù)據(jù)采集裝置(4 )、主控裝置(5)和電源(3-5)設(shè)置在連接桿(2-2)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半被動(dòng)行走裝置，其特征在于:所述內(nèi)腿(1-2)和外腿(1-1)為中 空的薄壁管狀結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述半被動(dòng)行走裝置，其特征在于:所述內(nèi)腿(1-2)和外腿(1-1)由彈 性材料制成。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述半被動(dòng)行走裝置，其特征在于:所述內(nèi)腿(1-2)和外腿(1-1)的下端設(shè)有足部，所述足部為圓弧形，足部與地面的接觸方式為線接觸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述半被動(dòng)行走裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集裝置(4)包括編碼 器和陀螺儀，用編碼器采集內(nèi)腿(1-2)和外腿(1-1)間的夾角巾，陀螺儀支撐腿與地面垂線 間的夾角9。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述半被動(dòng)行走裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步 驟:S1、連接好各裝置，并將內(nèi)外腿叉開與地面成一定角度而處于靜態(tài)平衡狀態(tài);假設(shè)外腿 作為擺動(dòng)腿朝后放置，內(nèi)腿作為支撐腿朝前放置；S2、向主控裝置的微控制單元下載控制程序，接通電源，使行走裝置啟動(dòng)；S3、控制擺動(dòng)腿的兩條直腿作同步擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，及控制電機(jī)I順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使擺動(dòng)腿向前擺 動(dòng)離開地面，使得整體重心向前移動(dòng)，同時(shí)，控制擺動(dòng)腿的電機(jī)m順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)腿向上伸長一定距離，完成前進(jìn)起步；S4、主控裝置實(shí)時(shí)處理編碼器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)擺動(dòng)腿與支撐腿重合時(shí)，直流電 機(jī)I和直流電機(jī)m卸載，即夾角(i)和0都為0°時(shí)，完成半步前進(jìn)行走；S5、靠重力和慣性作用使支持腿向前做倒立擺，而擺動(dòng)腿前擺下沉，使得整體重心向前 移動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)腿自然擺動(dòng)到著地位置，支撐腿與擺動(dòng)腿完成角色切換;其勢能轉(zhuǎn)換為前進(jìn)動(dòng) 能，完成半步前進(jìn)行走;在此過程中，擺動(dòng)腿的直流電機(jī)m逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)腿還原為原有 長度；S6、控制電機(jī)n正向旋轉(zhuǎn)，內(nèi)腿作為擺動(dòng)腿向前擺動(dòng)離開地面，使得整體重心向前移動(dòng)，同時(shí)控制擺動(dòng)腿的電機(jī)m順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使擺動(dòng)腿向上伸長一定距離， 完成如進(jìn)起步；S7、主控裝置實(shí)時(shí)處理編碼器和陀螺儀采集的數(shù)據(jù)，當(dāng)擺動(dòng)腿與支撐腿重合時(shí)，直流電 機(jī)n和直流電機(jī)m卸載，即夾角巾和0都為0°時(shí)，完成半步前進(jìn)行走；S8、靠重力和慣性作用使支持腿向前做倒立擺，而擺動(dòng)腿前擺下沉，使得整體重心向前 移動(dòng)，當(dāng)擺動(dòng)腿自然擺動(dòng)到著地位置，支撐腿與擺動(dòng)腿完成角色切換;其勢能轉(zhuǎn)換為前進(jìn)動(dòng) 能，完成半步前進(jìn)行走;在此過程中，擺動(dòng)腿的直流電機(jī)m逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，擺動(dòng)腿還原為原有 長度；S9、不斷重復(fù)S3、S4、S5、S6、S7、S8步驟，行走器將持續(xù)向前行走。
【文檔編號(hào)】B62D57/032GK106080832SQ201610647729
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月9日 公開號(hào)201610647729.7, CN 106080832 A, CN 106080832A, CN 201610647729, CN-A-106080832, CN106080832 A, CN106080832A, CN201610647729, CN201610647729.7
【發(fā)明人】李清都, 延明珠, 楊芳艷, 周雪卿, 冷潔, 周園, 朱朋, 唐春茂
【申請人】重慶郵電大學(xué)