技术特征:
1.一种智能足式巡检机器人,其特征在于,包括依次连接的前体机架(1)、六自由度并联躯干结构(2)、后体机架(3),以及分别位于左前、右前、左后、右后共计四条结构相同的机械腿,所述六自由度并联躯干结构(2)包括连接所述前体机架(1)的前平台支撑板(25)、六根并行的电缸伸缩结构、连接所述后体机架(3)的后平台支撑板(27),其中,任一所述电缸伸缩结构通过万向节(28)连接至所述前平台支撑板(25)和所述后平台支撑板(27)。2.根据权利要求1所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,任一所述电缸伸缩结构包括驱动电机(29)、滑块(30)、丝杠(31)、限位固定块(33)和末端连接件(35),所述滑块(30)设置于所述丝杠(31)上,所述驱动电机(29)通过旋转所述丝杠(31)带动所述滑块(30)滑动、从而实现所述电缸伸缩结构的伸缩。3.根据权利要求2所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,六根并行的所述电缸伸缩结构采用正六边形布局对称分布。4.根据权利要求1所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,任一所述机械腿包括由大腿连杆(12)、小腿连杆(13)、足端球体(14)组成的骨架支撑部分和由横向髋关节(15)、纵向髋关节(16)、膝关节(17)组成的自由关节部分。5.根据权利要求4所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,所述横向髋关节(15)、所述纵向髋关节(16)和所述膝关节(17)均由关节驱动电机(19)和齿轮结构(22)组成,所述大腿连杆(12)两端分别与所述纵向髋关节(16)和所述膝关节(17)连接,所述小腿连杆(13)两端分别与所述膝关节(17)和所述足端球体(14)连接,所述纵向髋关节(16)通过三角支撑架(24)与所述横向髋关节(15)相连接。6.根据权利要求5所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,任一所述机械腿通过其横向髋关节(15)连接至前体机架(1)或后体机架(2)。7.根据权利要求6所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,还包括前机架固定板(8)和后机架固定板(10),位于左前和右前的机械腿的横向髋关节(15)通过所述前机架固定板(8)固定连接在所述前体机架(1)之上,位于左后和右后的机械腿的横向髋关节(15)通过所述后机架固定板(10)固定连接在所述后体机架(3)之上。8.一种智能足式巡检机器人的步态控制方法,适用于如权利要求1至7任一项所述的智能足式巡检机器人,其特征在于,每一所述机械腿的运动相互耦合,基于六根并行的电缸伸缩结构的瞬间结构参数,调整各电缸伸缩结构的伸缩量和旋转角度。9.根据权利要求8所述的步态控制方法,其特征在于,每一所述机械腿的纵向髋关节(16)与相邻腿的纵向髋关节(16)对应的中枢模式发生器神经元相互耦合,每一所述机械腿的纵向髋关节(16)、横向髋关节(15)与膝关节(17)对应的中枢模式发生器神经元双向串行耦合。10.根据权利要求8所述的步态控制方法,其特征在于,所述瞬间结构参数包括r
i
,p
i
,x
j
,l
ij
,其中,r
i
=[
b
r
xib
r
yib
r
zi
]
t
(i=0,1
…
6)为后平台支撑板(27)的第i个万向节中心b
i
在静坐标系{b}中的位置矢量;p
i
=[
m
p
xim
p
yim
p
zi
]
t
(i=0,1
…
6)为前平台支撑板(25)的第i个万向节中心a
i
在动坐标系{m}中的位置矢量;x
j
=[
b
x
jb
y
jb
z
j
]
t
为前平台支撑板(25)在j位姿时动坐标系{m}的原点在静坐标系{b}中
的位置矢量;l
ij
=[
b
l
xijb
l
yijb
l
zij
]
t
为电缸伸缩结构在后平台支撑板(27)坐标系{b}的位置矢量。
技术总结
本发明涉及智能足式巡检机器人领域,具体公开了一种智能足式巡检机器人及其步态控制方法。该智能足式巡检机器人包括依次连接的前体机架、六自由度并联躯干结构、后体机架,以及分别位于左前、右前、左后、右后共计四条结构相同的机械腿,所述六自由度并联躯干结构包括连接所述前体机架的前平台支撑板、六根并行的电缸伸缩结构、连接所述后体机架的后平台支撑板,其中,任一所述电缸伸缩结构通过万向节连接至所述前平台支撑板和所述后平台支撑板。本发明所要解决的技术问题在于,克服现有技术在智能足式巡检机器人的运动灵活性和步态转换等方面的缺陷和不足。等方面的缺陷和不足。等方面的缺陷和不足。
技术研发人员:李硕 张文良 叶偲 李斐 洪刚 庞龙 梁毅 何博 韩光新 戴堂标 覃剑
受保护的技术使用者:广西电网有限责任公司北海供电局
技术研发日:2023.05.12
技术公布日:2023/10/10