[发明专利]一种重型载人足式机器人的线控转向操纵平台及操纵方法

摘要

一种重型载人足式机器人的线控转向操纵平台及操纵方法，是为了解决机器人在转向过程中由于质量大、结构复杂等属性所带来的操纵难度大等问题。本发明所述操纵平台由方向盘模块、运动控制单元模块及转向执行模块组成，基于操纵平台实现的操纵方法可归纳为方向盘模块一方面接收驾驶员操纵指令，另一方面将路感信息反馈给驾驶员；运动控制单元模块一方面规划机器人的足端坐标，另一方面控制路感电机输出阻力矩；转向执行模块一方面规划腿部各关节的目标转角，驱动腿从而支撑机体转向，另一方面将采集腿部信息反馈到运动控制单元模块。本发明通过引入方向盘操纵模式，降低驾驶员操纵负担的同时提高了操纵准确性。本发明适用于足式机器人操纵。

主权项

一种重型载人足式机器人的线控转向操纵平台，包括方向盘模块、运动控制单元模块及转向执行模块，其特征在于：所述方向盘模块包括了方向盘、转角传感器、扭矩传感器、电机电流传感器、路感电机及减速器，驾驶员通过操纵方向盘模块内的方向盘输出转向指令，其中方向盘和转向轴的一端固连，驾驶员的转向力施加到方向盘上，转向轴的另一端与减速器固连，减速器与路感电机通过齿轮相啮合，路感电机负责模拟足式移动机器人转向过程中的足‑地接触信息，并以阻力矩的形式通过转向轴及方向盘反馈给驾驶员，方向盘模块内的转角传感器及扭矩传感器通过联轴器安装在转向轴上，分别负责采集方向盘转过的角度及转向轴承受的扭矩，方向盘模块内的电机电流传感器负责采集路感电机的电流值；方向盘模块又将操纵指令以转角的形式发送到运动控制单元模块，运动控制单元模块包括了运动规划单元及运动控制器，运动控制单元模块将转角值转换成机器人支撑相的目标足端坐标及摆动相的目标足端轨迹再发送到转向执行模块；转向执行模块包括了单腿控制器、三自由度液压驱动腿、旋转变压器、压力传感器及位移传感器，转向执行模块将机器人足端信息转换成相应腿内各个关节的目标转角值，并驱动腿部各液压缸内活塞杆的伸缩从而支撑机体完成指定的转向运动。