一种六轮腿移动操作机器人实验平台

摘要

本发明公开一种六轮腿移动操作机器人实验平台，包括机器人本体以及6条机器人单腿结构，6条机器人单腿结构周向均匀安装于机器人本体上；单腿结构能设计为两种结构：一种为具有步行与轮行功能的轮腿结构；另一种为具有步行及操作功能的腿臂操作结构。上述两种单腿结构，可根据不同任务需求来具体选择。同时机器人本体内部由隔板分割为传感层、驱动层、控制层及动力层，用于安装控制系统；实现对机器人的运动控制。本发明的优点在于：兼具步行轮行功能，对路面环境的适应性较好，并且具有特殊的操作腿，可配置不同的末端执行器完成不同任务需求。

主权项

一种六轮腿移动操作机器人实验平台，包括机器人本体以及6条机器人单腿结构，6条机器人单腿结构周向均匀安装于机器人本体上；其特征在于：单腿结构能设计为两种结构：结构一：具有步行与轮行功能的轮腿结构，包括三根腿节，以及4个驱动舵机；令三根腿节分别为第一腿节、第二腿节、第三腿节，4个驱动舵机分别为第一舵机、第二舵机、第三舵机、第四舵机；其中，第一腿节一端固定安装在第一舵机的输出轴上，形成髋关节；第一舵机输出轴轴线与水平面垂直，由第一舵机驱动第一腿节横向摆动；第二舵机固定安装于第一腿节另一端，第二舵机输出轴与第二腿节一端固定，形成膝关节；第二舵机输出轴轴线与第一舵机输出轴轴线垂直，由第二舵机驱动第二腿节纵向摆动；第二腿节另一端与第三舵机输出轴固定，形成踝关节；第三舵机输出轴轴线与第二舵机输出轴轴线平行，由第三舵机驱动第三腿节纵向摆动；第四舵机位于第三腿节中部，第四舵机的输出轴轴线与第三舵机输出轴轴线平行，第四舵机输出轴上通过花键同轴固定安装有轮子，通过第四舵机驱动轮子转动；第三腿节另一端安装有足地检测机构，用于单腿结构与地面间的接触，同时可实现足地接触状态的检测；结构二：具有步行及操作功能的腿臂操作结构，在结构一的基础上去掉第四舵机与轮子；同时去掉第三腿节与足地检测机构，并分别由执行器连接件与末端执行器替换，则末端执行器通过执行器连接件与第三舵机固连，具体连接方式为：执行器连接件采用可替换接口的执行器连接件，使执行器连接件可连接末端执行器；机器人本体内部由隔板分割为四层，由上至下依次为传感层、驱动层、控制层及动力层，用于安装控制系统；其中，传感层上安装有Xtion PRO LIVE摄像头与IMU；Xtion PRO LIVE摄像头用来采集环境信息，实现同时定位及地图创建，以及获取人的信息，用于人机交互；IMU用于获得机器人的自身姿态，辅助定位和创建环境地图；驱动层上安装有六块舵机驱动板，分别用于控制6条单腿结构上的各个舵机运动；控制层上安装有主控板，实现通讯管理、传感器数据采集、数据处理与驱动管理等功能；动力层上安装有电池盒，电池盒内安装机器人供电电池；机器人本体与远程控制端进行无线通信，由远程控制端进行控制；远程控制端具有安全认证模块、音视频播放模块、操控模块与信息显示模块；各个模块均分为前端与后台；前端为人机交互接口；后台负责网络通信、数据处理；其中，安全认证模块用于获取用户输入的用户信息，经后台封装成数据包发送至机器人的控制主控板中，由主控板反馈登录结果至安全认证模块进行显示；音视频播放模块通过后台接收Xtion PRO LIVE摄像头返回的声音信息和相机采集的图像，经后台解码后在音视频播放模块中进行显示；信息显示模块接收IMU返回的六组机器人传感信息，如姿态、关节角度和关节力矩信息用于显示六足机器人传感信息；操控模块由运动控件组成，可控制机器人运动；同时可以设置机器人行进模式。