一种轮足机器人的隔振装置及其主动隔振的控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110221634A(43)申请公布日2019.09.10(21)申请号201910452202.2(22)申请日2019.05.28(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人汪首坤岳彬凯王军政徐康(74)专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人许姣仇蕾安(51)Int.Cl.G05D19/02(2006.01)F16F15/02(2006.01)F16F15/04(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种轮足机器人的隔振装置及其主动隔振的控制方法(57)摘要本发明公开了一种轮足机器人的隔振装置，轮足机器人包括机身、两条以上支撑腿及足端，支撑腿采用倒置的Steward平台；每个Steward平台包括上平台、下平台及六个可伸缩缸；隔振装置包括：主动隔振装置和被动隔振装置；主动隔振装置与轮足机器人机身上的控制单元无线连接，其一端与轮足机器人的机身相连，另一端与轮足机器人的上平台相连，用于实时检测轮足机器人每个可伸缩缸受到的拉力/压力值并传递给控制单元，控制单元根据每个可伸缩缸实时受到的拉力/压力值与设定拉力/压力阈值的差值实时控制对应可伸缩缸的伸缩量，从而达到主动隔振；上平台通过被动隔振装置与轮足机器人的足端相连，被动减振装置用于缓冲过滤低频振动。CN110221634ACN110221634A权利要求书1/2页1.一种轮足机器人的隔振装置，所述轮足机器人包括机身、设置在机身下方的两条以上支撑腿及与支撑腿一一对应连接的足端，所述轮足机器人采用倒置的Steward平台作为支撑腿；所述Steward平台包括上平台(3)、下平台(1)及并列连接在上平台(3)和下平台(1)之间的可伸缩缸；每个Steward平台中包括六个可伸缩缸，每个可伸缩缸的缸体端与下平台(1)相连，活塞端与上平台(3)相连，所述上平台(3)通过被动隔振装置与轮足机器人的足端相连；所述下平台(1)与轮足机器人的机身相连；其特征在于，所述隔振装置包括：主动隔振装置和被动隔振装置；所述主动隔振装置与轮足机器人机身上的控制单元无线连接，其一端与轮足机器人的机身相连，另一端与轮足机器人的上平台(3)相连，用于实时检测所述轮足机器人每个可伸缩缸受到的拉力/压力值并传递给控制单元，控制单元根据每个可伸缩缸实时受到的拉力/压力值与设定拉力/压力阈值的差值实时控制对应可伸缩缸的伸缩量，从而达到主动隔振；所述上平台(3)通过被动隔振装置与轮足机器人的足端相连，所述被动减振装置用于缓冲过滤低频振动。2.如权利要求1所述的轮足机器人的隔振装置，其特征在于，所述主动隔振装置利用所述轮足机器人的Steward平台，其还包括压拉力传感器(8)；每个所述可伸缩缸上设置一个所述压拉力传感器(8)，用于实时检测轮足机器人运动时每个可伸缩缸的轴向压力/拉力值。3.如权利要求1所述的轮足机器人的隔振装置，其特征在于，所述被动隔振装置包括弹簧阻尼器(4)，所述弹簧阻尼器(4)一端与所述上平台(3)连接，另一端与车轮(5)上的T形减速机(6)的水平端连接。4.如权利要求2所述的轮足机器人的隔振装置，其特征在于，每个所述压拉力传感器(8)设置在与其对应的所述可伸缩缸和所述下平台(1)之间。5.如权利要求2或4所述的轮足机器人的隔振装置，其特征在于，所述可伸缩缸采用电动缸(2)，所述电动缸(2)设有伺服电机(9)的一端记为电动缸(2)的驱动端，所述压拉力传感器(8)设置在电动缸(2)的驱动端对应的缸体(10)的外侧端部；每个所述电动缸(2)上设置编码器，用于实时检测每个电动缸(2)的轴向位移并实时传输给控制单元。6.一种轮足机器人的主动隔振的控制方法，它使用如权利要求5所述的隔振装置，包括以下步骤：步骤一：当轮足机器人遇到振动源时，其自身的姿态实时发生变化，每条支撑腿的受力大小不同，每条支撑腿上六个电动缸(2)的实时受力大小也不同，压拉力传感器(8)实时测量轮足机器人每个电动缸(2)的轴向受力并将测量值实时传输给控制单元；每个电动缸(2)上的编码器实时测量每个电动缸(2)的轴向位移并将测量值实时传输给控制单元；步骤二：当其中一条支撑腿上的一个以上电动缸(2)的轴向受力超过控制单元内预设的压力/拉力的阈值时，控制单元对该条支撑腿上所有电动缸(2)的轴向受力和轴向位移进行分析，控制单元控制对应电动缸(2)的伸缩量，从而主动隔振。7.如权利要求6所述的轮足机器人的主动隔振的控制方法，其特征在于，记步骤一中轮足机器人一条支撑腿上的六个电动缸(2)受到的轴向力分别为f1、f2、f3、f4、f5和f6，六个电动缸(2)的实时轴向位移为x1、x2、x3、x4、x5和x6；步骤