[发明专利]六足机器人操纵系统及操纵方法

摘要

六足机器人操纵系统及操纵方法，涉及一种机器人操纵系统及操纵方法。本发明的目的是为了解决六足机器人操纵系统的通信实时性差、操纵复杂的问题和人机协同结合性不好的问题。本发明六足机器人操纵系统包括以下模块电机使能控制模块、停止模块、参数设置模块、位置重置模块、位姿控制模块、步态控制模块、单腿控制模块、站立收起控制模块、轮式控制模块及位置显示模块；利用本发明对对机器人进行操纵可以提升机器人操纵系统的通信实时性、降低了机器人的操纵复杂程度并提升人机协同结合性。本发明适用于六足机器人的操纵。

主权项

六足机器人操纵系统，其特征在于，该操纵系统包括以下模块：电机使能控制模块、停止模块、参数设置模块、位置重置模块、位姿控制模块、步态控制模块、单腿控制模块、站立收起控制模块、轮式控制模块及位置显示模块；所述的电机使能控制模块，用于机器人执行动作电机的通电控制；所述的停止模块，用于机器人执行动作的停止控制；所述的参数设置模块是对机器人的参数进行输入，包括：LegLength_1/2/3参数输入子模块，用于基节长度、大腿长度和小腿长度参数输入；CSRot_1/2/3/4/5/6参数输入子模块，用于局部坐标系旋转角度参数输入；Edpt_Bia_X/Y/Z参数输入子模块，用于平台偏移距离参数输入；Scafac_1/2/3参数输入子模块，用于跟、髋、膝关节比例因子参数输入；Refhgh参数输入子模块，用于平台参考面高度参数输入；Hordist参数输入子模块，用于基节距足端横向距离参数输入；Swhgh参数输入子模块，用于足端摆动高度参数输入；Zprehgh参数输入子模块，用于足端预抬高度参数输入；反射参数输入子模块，用于反射参数输入；其中，反射参数输入子模块包括：Edref_Depth参数输入子模块，用于反射下探深度参数输入；Edref_Fwdis参数输入子模块，用于反射前探距离参数输入；Edref_Fwhgh参数输入子模块，用于反射前探高度参数输入；Edref_Backdis参数输入子模块，用于反射后撤距离参数输入；Edref_Reswhgh参数输入子模块，用于反射再摆高度参数输入；所述的位置重置模块针对机器人六条腿在局部坐标系下对机器人单腿位置进行设定，标定机器人初始位置，使机器人做回零运动；位置重置模块包括：位置设定子模块，用于在Choose_CS_1/2/3/4/5/6下对局部CS xyz位置的设定；是用于对局部坐标系下x位置Ed_xPos的设定、局部坐标系下y位置Ed_yPos的设定和局部坐标系下z位置Ed_zPos的设定；所述的位置显示模块用于全局坐标系下机器人六条腿CSPos_Local_1/2/3/4/5/6的X方向的位置CSXPOS、Y方向的位置CSYPOS、Z方向的位置CSZPOS的坐标信息显示，还用于局部坐标系下机器人六条腿CSPos_Global_1/2/3/4/5/6的x方向的位置CSxPOS、y方向的位置CSyPOS、z方向的位置CSzPOS的坐标信息显示以及用于机器人六条腿单腿关节CSANGL_1/2/3/4/5/6的角度信息显示；所述的位姿控制模块用于对机器人的位置控制及姿态控制，包括：Bt_Ctrchange子模块，用于通过设定运动时间TM及运动距离，实现位置控制模式下的前后移动、左右移动及上下移动或通过设定运动时间TM及运动角度，实现姿态控制模式下的前后倾斜、左右倾斜及左右旋转功能；Bt_Front子模块，用于平台前移/前倾；Bt_Behind子模块，用于平台后移/后倾；Bt_Left子模块，用于平台左移/左倾；Bt_Right子模块，用于平台右移/右倾；Bt_Up子模块，用于平台上移；Bt_Down子模块，用于平台下移；所述的步态控制模块，通过设定步态运动时间Ed_MovTM、前进方向运动向量Ed_Xdirct、侧向运动距离Ed_Ydirct和旋转角度Ed_Rotdegr，实现机器人的步态运动；机器人的局部运动以前进方向为X方向，左侧方向为Y方向；步态控制模块包括：Bt_2GaitMov子模块，用于实现机器人的二步态运动；Bt_3GaitMov子模块，用于实现机器人的三步态运动；Bt_6GaitMov子模块，用于实现机器人的六步态运动；Bt_RotGaitCtr子模块，用于实现机器人的旋转运动；Bt_Stop子模块，用于实现机器人的运动停止；所述的单腿控制模块分为计算机端单腿控制子模块和操纵杆端单腿控制子模块；用于实现计算机端单腿控制子模块和操纵杆端单腿控制子模块的切换；操纵杆端单腿控制子模块下达六足机器人在操纵杆控制模式下的相关的单腿运动控制参数，用于单腿行进方向控制和单腿关节控制；操纵杆端单腿控制子模块包括：LegNumber子模块，用于对不同的单腿进行控制；JointControl子模块，用于对单腿上的足端/关节进行控制；FootXSpeed子模块，用于全局和局部坐标系下前进方向运动距离的设置；FootYSpeed子模块，用于全局和局部坐标系下侧向方向运动距离的设置；FootZSpeed子模块，用于全局和局部坐标系下垂向方向运动距离的设置；GJointSpeed子模块，用于实现跟关节转速的控制；KJointSpeed子模块，用于实现髋关节转速的控制；XJointSpeed子模块，用于实现膝关节转速的控制；计算机端单腿控制子模块通过设定单腿运动时间ED_MovTA、单腿曲线运动时间ED_MovTS、单腿运动速度ED_MovF及单腿运动增量距离ED_MovINC，控制单腿单关节运动，在全局坐标系和局部坐标系下实现机器人的各运动方向上的运动；计算机端单腿控制子模块包括：CM_CSChoose子模块，用于对控制的单腿进行选择；CM_JointChoose子模块，用于对单腿上的关节进行选择；ET_JogSpeed子模块，用于对单腿上的关节运动速度进行控制；BT_JogFw子模块，用于实现关节的正转；BT_JogRv子模块，用于实现关节的反转；BT_Glblocctr子模块，用于实现全局或局部坐标系的切换；包括：BT_XFW子模块，用于全局和局部坐标系下前进方向运动距离的设置；BT_YFW子模块，用于全局和局部坐标系下侧向方向运动距离的设置；BT_ZFW子模块，用于全局和局部坐标系下垂向方向运动距离的设置；所述的站立收起控制模块，通过设定运动时间ED_MovTA、运动曲线时间ED_MovTS、运动速度ED_MovF、XY面运动起始点及Z向增量值ED_StandINC、至运动规划起始点及Z位置ED_StartZ、运动到指定高度Z位置，实现机器人整机的站立运动和回归初始位置运动；以及通过设定局部坐标系下X方向目标位置ED_PkupX、局部坐标系下Y方向目标位置ED_PkupY、局部坐标系下Z方向目标位置ED_PkupZ实现机器人的收起运动；所述的轮式控制模块通过设定轮式模式的加/减速时间ED_Time、行进速度ED_Speed、转弯内径ED_Inner_Diameter及原地转弯角速度ED_Anspeed，实现机器人轮式模式下的前进、后退、左转、右转、原地左转及原地右转的功能；轮式控制模块包括：BT_FORWARD子模块，用于实现机器人的轮式前进；BT_BACK子模块，用于实现机器人的轮式后退；BT_LTURN子模块，用于实现机器人的轮式左转；BT_RTURN子模块，用于实现机器人的轮式右转；BT_ONLTURN子模块，用于实现机器人的轮式原地左转；BT_ONRTURN子模块，用于实现机器人的轮式原地右转；电机使能控制模块、参数设置模块、位置重置模块先后独立运行；轮式控制模块独立运行；位姿控制模块、步态控制模块、单腿控制模块、站立收起控制模块相互独立运行；位姿控制模块、步态控制模块、单腿控制模块、站立收起控制模块运行之前，首先调用参数设置模块，根据参数设置模块中的参数和位姿控制模块、步态控制模块、单腿控制模块、站立收起控制模块中的设置参数来执行；步态控制模块运行时，如果某条腿动作执行出现故障，调用单腿控制模块中的操纵杆端单腿控制子模块进行辅助控制；位姿控制模块、步态控制模块、单腿控制模块、站立收起控制模块运行时的参数信息反应到位置显示模块中，由位置显示模块进行显示；停止模块独立运行。