CN115056880A - 一种多运动态机器人及其运动态切换控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多运动态机器人及其运动态切换控制方法，包括躯体，躯体设有前侧和后侧；前侧连接固定有轮子电机，轮子电机上安装有主动轮子；躯体的四角上均转动连接有机器足机构，机器足机构用于带动躯体行走；前侧和后侧的左右两边均连接固定有大腿电机，大腿电机与机器足机构传动连接，大腿电机用于驱动机器足机构摆动；后侧安装有从动轮子；机器足机构包括辅助轮子，机器足机构用于摆动辅助轮子调整躯体的离地高度；所以在进行应用时，能够通过机器足机构、主动轮子和从动轮子，主动切换运动状态；且在辅助轮子的作用下，快速切换使用机器足机构或主动轮子和从动轮子的运动姿态。

Description

一种多运动态机器人及其运动态切换控制方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种多运动态机器人及其运动态切换控制方法。

背景技术

四足机器人在野外勘察、救灾、军警等多个领域都有较大的应用价值及学术研究意义。虽然目前的四足机器人在面对分布有小型障碍物的地形比轮式和履带式的机器更有优势，但在一些较为平坦的地形，四足机器人的移动速度较为缓慢，且能源利用效率较轮式和履带式的机器更低。目前轮式四足机器人身体机架上安装轮子，在平坦地面上突然遇到有一些障碍物时要减速切换机械腿运动，增加了行程的时间，且在障碍物相距距离短时可能还要频繁切换或者只能靠机械腿运动达不到所要效果。

为此急需一种能够解决现有机器人无法在快速移动下翻越小型障碍的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多运动态机器人及其运动态切换控制方法，以解决现有机器人无法在快速移动下翻越小型障碍的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多运动态机器人，包括躯体，所述躯体设有前侧和后侧；所述前侧连接固定有轮子电机，所述轮子电机上安装有主动轮子；所述躯体的四角上均转动连接有机器足机构，所述机器足机构用于带动所述躯体行走；所述前侧和所述后侧的左右两边均连接固定有大腿电机，所述大腿电机与所述机器足机构传动连接，所述大腿电机用于驱动所述机器足机构摆动；所述后侧安装有从动轮子；所述机器足机构包括辅助轮子，所述机器足机构用于摆动所述辅助轮子调整所述躯体的离地高度。

在其中一个实施例中，所述躯体的四角均设有连接块；所述大腿电机的转轴上安装有大腿主动齿轮；所述机器足机构包括依次转动连接的大腿单元和小腿单元；所述大腿单元上连接固定有大腿从动齿轮，所述大腿从动齿轮与所述大腿主动齿轮啮合连接，所述大腿从动齿轮与所述连接块转动连接；所述大腿单元上安装有小腿电机，所述小腿电机用于驱动所述小腿单元转动。

在其中一个实施例中，所述从动轮子安装于所述连接块上。

在其中一个实施例中，所述大腿单元包括大腿板，所述大腿板设有转动端和小腿端；所述转动端连接固定有所述大腿从动齿轮，所述小腿端转动连接有所述小腿单元，所述大腿从动齿轮和所述小腿单元相互背离分别安装于所述大腿板的两侧上；所述连接块上设有大腿轴孔，所述大腿轴孔与所述大腿从动齿轮转动连接。

在其中一个实施例中，所述转动端和所述小腿端之间连接固定有所述小腿电机；所述小腿电机的转轴上安装有小腿主动齿轮；所述小腿单元包括小腿板，所述小腿板设有驱动端；所述驱动端与所述小腿端转动连接；所述驱动端上设有小腿从动齿轮，所述小腿从动齿轮与所述小腿主动齿轮啮合连接。

在其中一个实施例中，所述前侧的所述大腿单元还安装有辅助电机，所述辅助电机固定连接于所述小腿端上；所述辅助轮子包括主动辅助轮子和从动辅助轮子；所述主动辅助轮子安装于所述辅助电机的转轴上；所述后侧的所述大腿单元上安装有所述从动辅助轮子，所述从动辅助轮子转动连接于所述小腿端。

在其中一个实施例中，所述多运动态机器人还包括陀螺仪、超声波传感器、磁力计、定位系统和控制器；所述陀螺仪、所述超声波传感器、所述磁力计和所述定位系统均与所述控制器电性连接，所述控制器用于控制所述多运动态机器人的运动姿态。

针对上述多运动态机器人的应用，本发明还提供了一种多运动态机器人的运动态切换控制方法，S100、控制器通过利用陀螺仪测量目前所述躯体的倾斜度，并使用超声波传感器旋转不同角度，测量所述躯体与周围障碍物的距离，测量目前所述多运动态机器人的离地高度；

S200、控制器分析周围障碍物的分布情况和所述多运动态机器人所处的位置情况；

S300、根据S100所构建的周围环境，所述多运动态机器人移动预设的距离；

S400、由陀螺仪采集所述多运动态机器人运动时，所产生的垂直加速度，陀螺仪反馈数据给控制器，控制器分析目前地面情况；其中，控制器判断所述多运动态机器人所处的位置，是否能够维持所述多运动态机器人的平衡，且空间大小情况后，所述多运动态机器人切换合适的运动姿态；所述多运动态机器人的运动姿态有：机器足运动姿态、躯体轮子运动姿态、辅助轮子运动姿态和紧急运动姿态；所述多运动态机器人在运动过程中，控制器不断对周围环境进行分析，控制器控制所述多运动态机器人实时切换相应的运动姿态；

S410、若在某一运动姿态，的运动下检测到运动速度未达到预定速度，或者未达到预设的平衡度，所述多运动态机器人更换运动姿态；

S411、在S410的基础上，若所述多运动态机器人在同一运动姿态下，所述多运动态机器人的运动参数在预设时间区间里未达到预定数值，则控制器判定该运动姿态已故障，所述多运动态机器人选择下一个适合该地型的运动姿态；

S420、若躯体轮子运动姿态和辅助轮子运动姿态都无法使用，所述多运动态机器人在地形条件达到紧急运动姿态的标准下切换至紧急运动姿态，若控制器判断运动参数合适就继续使用；否则切换至机器足运动姿态，若控制器判断运动参数合适就继续使用。

在其中一个实施例中，根据控制器的分析，若周围障碍物多，且地面平坦程度未达到使用轮子运动的设定标准下，所述多运动态机器人选择机器足运动姿态进行运动；所述多运动态机器人使用所述机器足运动姿态运动时，需要进行步态规划；步态规划是利用三角函数曲线规划的所述机器足机构单腿运动组合成，所述机器足机构单腿呈周期性运动，建立坐标系，前半个周期(0<Tm≤0.5T)运动为：

x＝-(xf-xs)sin(Tm·Π/T)+xf

后半周期(0.5T<Tm≤T)为：

x＝(xf-xs)sin((2Tm/T-1)Π/2)+xs

y＝hs

其中，xf为机械腿步态轨迹x轴最小位置；xs为机械腿步态轨迹x轴最大位置；hs为机械腿步态轨迹y轴最大位置；hf为机械腿步态轨迹y轴最大位置与最小位置之差，即为抬腿高度；Tm为目前周期时间；T为总周期时间；

两组对角所述机器足机构错开半个周期时间运动，实现步态规划，通过步态解算得出所述机器足机构相应的关节运动角度，最后由所述多运动态机器人自身姿态数据进行反馈调节，修正所述机器足机构的关节与所述躯体的角度；机器足运动姿态运动时，控制器根据前进方向障碍物的高度，控制器选择跨过或绕过；若选择跨过，在预定的跨过次数内，所述多运动态机器人跨过障碍物失败后，所述多运动态机器人则选择绕过；若选择绕过，控制器根据所述多运动态机器人的磁力计和定位系统记录目前的移动方向和方位，绕过障碍物后，使所述多运动态机器人重新回到原定轨迹，继续向目标方向前进。

在其中一个实施例中，根据所述控制器的分析，若周围障碍物少，且地面平坦程度符合使用轮子运动的设定标准；所述多运动态机器人会优先切换辅助轮子运动姿态进行运动，根据在辅助轮子运动姿态下的测得的运动参数，控制器进行分析，计算选择最适合的移动速度；所述多运动态机器人在辅助轮子运动姿态运动预设的距离后，根据陀螺仪测得的速度和颠簸程度，控制器分析判断是否需要切换运动姿态；若所述多运动态机器人自身姿态稳定，且运动速度快，所述多运动态机器人就切换为躯体轮子运动姿态。

本发明的有益效果如下：

1、该多运动态机器人在使用机器足机构进行运动时，能够以机器足运动姿态进行运动，在有小型障碍物的地形运动时，具备一定越障功能。

2、该多运动态机器人，在较为平坦的路面上运动时，可将运动姿态切换为躯体轮子运动姿态，实现多运动态机器人在路面的快速移动。

3、同时，该多运动态机器人，可通过机器足运动姿态、躯体轮子运动姿态和辅助轮子运动姿态三种状态的切换，实现在较为平坦的路面上，达到更快的移动速度且在快速移动下翻越一些小型障碍；因此使得该多运动态机器人，能够适应各种复杂的越野环境，具备应用于野外勘察、救灾和军警等多种应用场景。

4、在各种各样的地形下，机器人的损坏难以预料；而该多运动态机器人的一部分轮子故障损坏后，还可切换将运动姿态至紧急运动状态；可通过启用躯体前侧或后侧的两组轮子中的一组轮子；譬如躯体前侧的主动轮子损坏后可以让同是躯体前侧的大腿单元顺时针转下，启用主动辅助轮子替代躯体部分的主动轮子或从动轮子继续运动；这样可以让机器人有更高的容错率，所以该多运动态机器人与现有技术相比具有更广的适应范围和更为强劲的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明多运动态机器人的结构示意图；

图2是本发明多运动态机器人的机器足机构安装示意图；

图3是本发明多运动态机器人的运动态切换控制方法的原理图；

图4是本发明多运动态机器人的运动态切换控制方法的步态坐标图。

附图标记如下：

1、躯体；11、前侧；111、轮子电机；112、主动轮子；12、后侧；13、大腿电机；131、大腿主动齿轮；

2、机器足机构；

3、大腿单元；31、大腿板；32、转动端；33、小腿端；34、大腿从动齿轮；35、小腿电机；351、小腿主动齿轮；36、辅助轮子；361、主动辅助轮子；362、从动辅助轮子；37、辅助电机；

4、小腿单元；41、小腿板；42、驱动端；43、小腿从动齿轮；

5、连接块；51、从动轮子；52、大腿轴孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

多运动态机器人的一个实施例如图1所示，包括躯体1，躯体1设有前侧11和后侧12；前侧11连接固定有轮子电机111，轮子电机111上安装有主动轮子112；躯体1的四角上均转动连接有机器足机构2，机器足机构2用于带动躯体1行走；前侧11和后侧12的左右两边均连接固定有大腿电机13，大腿电机13与机器足机构2传动连接，大腿电机13用于驱动机器足机构2转动；后侧12安装有从动轮子51；机器足机构2包括辅助轮子36，辅助轮子36用于调整躯体1的离地高度。

在进行应用时，多运动态机器人能够，通过机器足机构2实现机器足运动姿态，通过轮子电机111、主动轮子112和从动轮子51实现躯体1轮子运动姿态，通过机器足机构2上的辅助轮子36实现辅助轮子36运动姿态。

进一步的，为了实现多运动态机器人的机器足运动姿态，此实施例如图1所示，躯体1的四角均设有连接块5；大腿电机13的转轴上安装有大腿主动齿轮131；机器足机构2包括依次转动连接的大腿单元3和小腿单元4；大腿单元3上连接固定有大腿从动齿轮34，大腿从动齿轮34与大腿主动齿轮131啮合连接，大腿从动齿轮34与连接块5转动连接；大腿单元3上安装有小腿电机35，小腿电机35用于驱动小腿单元4转动。

有关上述的大腿单元3，大腿单元3包括大腿板31，大腿板31设有转动端32和小腿端33；转动端32连接固定有大腿从动齿轮34，小腿端33转动连接有小腿单元4，大腿从动齿轮34和小腿单元4相互背离分别安装于大腿板31的两侧上；连接块5上设有大腿轴孔52，大腿轴孔52与大腿从动齿轮34转动连接。

需要说明的是，参考图2所示，大腿从动齿轮34为中间空心，大腿从动齿轮34的一侧与大腿板31固定连接，连接块5的大腿轴孔52上安装有转轴，转轴上安装有轴承，大腿从动齿轮34的内圈套接于轴承的外圈，实现大腿从动齿轮34与连接块5的转动连接。

有关上述的小腿单元4，转动端32和小腿端33之间连接固定有小腿电机35；小腿电机35的转轴上安装有小腿主动齿轮351；小腿单元4包括小腿板41，小腿板41设有驱动端42；驱动端42与小腿端33转动连接；驱动端42上设有小腿从动齿轮43，小腿从动齿轮43与小腿主动齿轮351啮合连接。

需要说明的是，驱动端42的小腿从动齿轮43为与小腿板41一体化的齿轮，小腿从动齿轮43为半齿轮，并非一个完整的齿轮；驱动端42与小腿端33的转动连接与大腿从动齿轮34与连接块5的转动连接同理，此处便不再详细叙述。

在进行应用时，可通过躯体1上的大腿电机13和大腿单元3上的小腿电机35，分别驱动大腿从动齿轮34和小腿从动齿轮43，使大腿单元3能够转动调整大腿单元3与躯体1所成的角度，使小腿单元4能够转动调整小腿单元4与大腿单元3所成的角度；方便多运动态机器人进行运动姿态的切换。

进一步的，为了实现多运动态机器人的躯体1轮子运动姿态，此实施例如图1所示，从动轮子51安装于连接块5上。

在进行应用时，通过收起机器足机构2，机器足机构2离地，使主动轮子112和从动轮子51能够接触地面，通过轮子电机111的驱动，使多运动态机器人快速行驶移动；该运动姿态便是多运动态机器人的躯体1轮子运动姿态。

进一步的，为了实现多运动态机器人的辅助轮子36运动姿态，此实施例如图1所示，前侧11的大腿单元3还安装有辅助电机37，辅助电机37固定连接于小腿端33上；辅助轮子36包括主动辅助轮子361和从动辅助轮子362；主动辅助轮子361安装于辅助电机37的转轴上；后侧12的大腿单元3上安装有从动辅助轮子362，从动辅助轮子362转动连接于小腿端33。

在进行应用时，前侧11和后侧12大腿单元3，需要转动适当角度，使主动辅助轮子361和从动辅助轮子362能够接触地面，且抬起躯体1，通过辅助电机37、主动辅助轮子361和从动辅助轮子362的配合，能够使多运动态机器人在快速行驶的情况下，通过大腿电机13转动大腿单元3，调整大腿单元3与躯体1的角度，使躯体1能够轻松越过小型障碍物；该运动姿态便是多运动态机器人的辅助轮子36运动姿态。

为了配合运动机构实现多种运动姿态，多运动态机器人还包括陀螺仪、超声波传感器、磁力计、定位系统和控制器；陀螺仪、超声波传感器、磁力计和定位系统均与控制器电性连接，控制器用于控制多运动态机器人的运动姿态。

需要指出的是，上述的陀螺仪、磁力计、定位系统和控制器安装于机器人躯体1的中心位置，陀螺仪检测机器人的整体姿态，使控制器可以保持机器人身体平衡；磁力计检测机器人的方向，磁力计结合定位系统可以让控制器有效规划机器运动路线；超声波传感器安装于机器人躯体1的前侧11上，多个角度检测与前方物体的距离；由控制器分析地形情况，进而控制多运动态机器人的运动姿态和地形分析与路线规划。

在进行应用时，多运动态机器人的运动姿态有：机器足运动姿态、躯体1轮子运动姿态、辅助轮子36运动姿态和紧急运动姿态；可通过陀螺仪、超声波传感器、磁力计和定位系统，将外界环境数据和多运动态机器人的自身数据，传输至控制器，通过算法计算分析，根据需要切换最合适的运动姿态。

其中，机器足运动姿态需要使用，机器足机构2配合步态规划算法，使多运动态机器人具备步态行走的能力。

躯体1轮子运动姿态，则需要使用轮子电机111、主动轮子112和从动轮子51，使多运动态机器人具备车子一样的行驶能力。

辅助轮子36运动姿态，则需要使用辅助电机37、主动辅助轮子361和从动辅助轮子362配合大腿单元3与躯体1所形成的角度，使多运动态机器人具备想车子一样快速通过小型障碍的能力。

紧急运动姿态，则在躯体1前侧11或后侧12的任意轮子坏时，控制器根据情况需要调配主动轮子112、主动辅助轮子361、从动轮子51或从动辅助轮子362，形成躯体1同样具备四轮行驶的能力；所以该多运动态机器人能够适应更多复杂的环境，具备更强大的可持续任务执行能力，和更强大的返航功能。

本发明还提供一种多运动态机器人的运动态切换控制方法，参考如图3所示的多运动态机器人的运动态切换控制方法的原理图，

S100、控制器通过利用陀螺仪测量目前躯体1的倾斜度，并使用超声波传感器旋转不同角度，测量躯体1与周围障碍物的距离，测量目前多运动态机器人的离地高度；

S200、控制器分析周围障碍物的分布情况和多运动态机器人所处的位置情况；

S300、根据S100所构建的周围环境，多运动态机器人移动预设的距离；

需要说明的是，上述预设的距离是指，由设计者在测试中得到的多运动态机器人移动的距离，然后将此预设的距离输入控制器的控制程序中，譬如此预设的距离可以是10cm到80cm，实际的预设的距离将根据实际环境有所变动。

S400、由陀螺仪采集多运动态机器人运动时，所产生的垂直加速度，陀螺仪反馈数据给控制器，控制器分析目前地面情况；其中，控制器判断多运动态机器人所处的位置，是否能够维持多运动态机器人的平衡，且空间大小情况后，多运动态机器人切换合适的运动姿态；多运动态机器人的运动姿态有：机器足运动姿态、躯体轮子运动姿态、辅助轮子运动姿态和紧急运动姿态；多运动态机器人在运动过程中，控制器不断对周围环境进行分析，控制器控制多运动态机器人实时切换相应的运动姿态；

S410、若在某一运动姿态，的运动下检测到运动速度未达到预定速度，或者未达到预设的平衡度，多运动态机器人更换运动姿态；

需要说明的是，此处的预定速度和预设的平衡度，均是控制器程序的判断标准，譬如需要达到预定速度为：1.5m/s，预设的平衡度为：10°，如果在10s内速度一直没有达到预定速度，或者机器人10s里躯体的角度浮动超过10°的时间大于3s，那么多运动态机器人会尝试更换其他的运动姿态。

S411、在S410的基础上，若多运动态机器人在同一运动姿态下，多运动态机器人的运动参数在预设时间区间里未达到预定数值，则控制器判定该运动姿态已故障，多运动态机器人选择下一个适合该地型的运动姿态；

需要说明的是，此处的运动参数是指，譬如：速度、平衡度等，多运动态机器人判断是否需要进行姿态切换的运动参数；此处的预定数值便是上述运动参数的预设数值，譬如预定速度，预设的平衡度。

S420、若躯体轮子运动姿态和辅助轮子运动姿态都无法使用，多运动态机器人在地形条件达到紧急运动姿态的标准下切换至紧急运动姿态，若控制器判断运动参数合适就继续使用；否则切换至机器足运动姿态，若控制器判断运动参数合适就继续使用。

需要说明的是，此处的运动参数为，在紧急运动姿态下，运动所测得的运动参数；特别的，判断是否需要启用紧急运动姿态的具体参数，譬如速度、平衡度，加速度。

进一步的，在该方法中，根据控制器的分析，若周围障碍物多，且地面平坦程度未达到使用轮子运动的设定标准下，多运动态机器人选择机器足运动姿态进行运动；

多运动态机器人使用机器足运动姿态运动时，需要进行步态规划；

参考如图4所示的步态坐标图，步态规划是利用三角函数曲线规划的机器足机构2单腿运动组合成，机器足机构2单腿呈周期性运动，建立坐标系，前半个周期(0<Tm≤0.5T)运动为：

x＝-(xf-xs)sin(Tm·Π/T)+xf

后半周期(0.5T<Tm≤T)为：

x＝(xf-xs)sin((2Tm/T-1)Π/2)+xs

y＝hs

其中，xf为机械腿步态轨迹x轴最小位置；xs为机械腿步态轨迹x轴最大位置；hs为机械腿步态轨迹y轴最大位置；hf为机械腿步态轨迹y轴最大位置与最小位置之差，即为抬腿高度；Tm为目前周期时间；T为总周期时间；

两组对角机器足机构2错开半个周期时间运动，实现步态规划，通过步态解算得出机器足机构2相应的关节运动角度，最后由多运动态机器人自身姿态数据进行反馈调节，修正机器足机构2的关节与躯体1的角度；机器足运动姿态运动时，控制器根据前进方向障碍物的高度，控制器选择跨过或绕过；若选择跨过，在预定的跨过次数内，多运动态机器人跨过障碍物失败后，多运动态机器人则选择绕过；若选择绕过，控制器根据多运动态机器人的磁力计和定位系统记录目前的移动方向和方位，绕过障碍物后，使多运动态机器人重新回到原定轨迹，继续向目标方向前进。

进一步的，在该方法中，根据控制器的分析，若周围障碍物少，且地面平坦程度符合使用轮子运动的设定标准；多运动态机器人会优先切换辅助轮子运动姿态进行运动，根据在辅助轮子运动姿态下的测得的运动参数，控制器进行分析，计算选择最适合的移动速度；多运动态机器人在辅助轮子运动姿态运动预设的距离后，根据陀螺仪测得的速度和颠簸程度，控制器分析判断是否需要切换运动姿态；若多运动态机器人自身姿态稳定，且运动速度快，多运动态机器人就切换为躯体轮子运动姿态。

需要说明的是，上述的设定标准，运动参数，均是在相应的运动姿态下，程序判断是否适合此运动姿态运动的预定标准，预定标准是由在相应的应用场景下，试验测定的预定标准，与上述的预定速度、预设的平衡度和运动参数同理，此处便不再详细叙述。

在进行应用时，当面对的地面水平但有较多障碍物的地形、或只存在一小部分高低相差较大区域的地形时，躯体1轮子运动姿态移动没有高的避障能力，而使用机器足运动姿态，则存在机器足机构2的移动速度不快，还耗能高。这样的情况适用辅助轮子36运动姿态。而且辅助轮子36运动姿态可以由躯体1轮子运动姿态在移动中切换，不需要停下来减速切换，可以让移动过程更加流畅。

具体实现是在躯体1轮子运动姿态下，使躯体1前侧11的主动辅助轮子361加速到与目前机器人速度一致；然后躯体1前侧11的大腿单元3顺时针旋转，躯体1后侧12的大腿单元3逆时针旋转，转动相同角度直到将躯体1支撑起来，躯体1上的主动轮子112离地后停止转动，这样就完成了由躯体1轮子运动姿态到辅助轮子36运动姿态的切换。

其中，在辅助轮子36运动姿态下机器的避震能力和避障能力大大加强，而且也是使用轮子移动，移动速度快。机器的高度也是可以随大腿单元3的转动幅度控制，可以在一些左右两侧高度不一的地形移动。

特别的，在各种各样的地形下，多运动态机器人的损坏难以预料。而多运动态机器人的一部分轮子故障损坏后，可以切换紧急运动状态。可通过启用躯体1前侧11或后侧12的两组轮子中的一组轮子；譬如躯体1前侧11的主动轮子112损坏后可以让同是躯体1前侧11的大腿单元3顺时针转下，启用主动辅助轮子361替代躯体1部分的主动轮子112或从动轮子51继续运动；这样可以让多运动态机器人有更高的容错率，和更广的适应范围和更为强劲的功能。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多运动态机器人，其特征在于，

包括躯体，所述躯体设有前侧和后侧；

所述前侧连接固定有轮子电机，所述轮子电机上安装有主动轮子；

所述躯体的四角上均转动连接有机器足机构，所述机器足机构用于带动所述躯体行走；

所述前侧和所述后侧的左右两边均连接固定有大腿电机，所述大腿电机与所述机器足机构传动连接，所述大腿电机用于驱动所述机器足机构摆动；

所述后侧安装有从动轮子；

所述机器足机构包括辅助轮子，所述机器足机构用于摆动所述辅助轮子调整所述躯体的离地高度。

2.根据权利要求1所述的多运动态机器人，其特征在于，

所述躯体的四角均设有连接块；

所述大腿电机的转轴上安装有大腿主动齿轮；

所述机器足机构包括依次转动连接的大腿单元和小腿单元；

所述大腿单元上连接固定有大腿从动齿轮，所述大腿从动齿轮与所述大腿主动齿轮啮合连接，所述大腿从动齿轮与所述连接块转动连接；

所述大腿单元上安装有小腿电机，所述小腿电机用于驱动所述小腿单元转动。

3.根据权利要求2所述的多运动态机器人，其特征在于，

所述从动轮子安装于所述连接块上。

4.根据权利要求2所述的多运动态机器人，其特征在于，

所述大腿单元包括大腿板，所述大腿板设有转动端和小腿端；

所述转动端连接固定有所述大腿从动齿轮，所述小腿端转动连接有所述小腿单元，所述大腿从动齿轮和所述小腿单元相互背离分别安装于所述大腿板的两侧上；

所述连接块上设有大腿轴孔，所述大腿轴孔与所述大腿从动齿轮转动连接。

5.根据权利要求4所述的多运动态机器人，其特征在于，

所述转动端和所述小腿端之间连接固定有所述小腿电机；

所述小腿电机的转轴上安装有小腿主动齿轮；

所述小腿单元包括小腿板，所述小腿板设有驱动端；

所述驱动端与所述小腿端转动连接；

所述驱动端上设有小腿从动齿轮，所述小腿从动齿轮与所述小腿主动齿轮啮合连接。

6.根据权利要求4所述的多运动态机器人，其特征在于，

所述前侧的所述大腿单元还安装有辅助电机，所述辅助电机固定连接于所述小腿端上；

所述辅助轮子包括主动辅助轮子和从动辅助轮子；

所述主动辅助轮子安装于所述辅助电机的转轴上；

所述后侧的所述大腿单元上安装有所述从动辅助轮子，所述从动辅助轮子转动连接于所述小腿端。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多运动态机器人，其特征在于，

所述多运动态机器人还包括陀螺仪、超声波传感器、磁力计、定位系统和控制器；

所述陀螺仪、所述超声波传感器、所述磁力计和所述定位系统均与所述控制器电性连接，所述控制器用于控制所述多运动态机器人的运动姿态。

8.一种多运动态机器人的运动态切换控制方法，其特征在于，应用了权利要求1所述的多运动态机器人，

S100、控制器通过利用陀螺仪测量目前所述躯体的倾斜度，并使用超声波传感器旋转不同角度，测量所述躯体与周围障碍物的距离，测量目前所述多运动态机器人的离地高度；

S200、控制器分析周围障碍物的分布情况和所述多运动态机器人所处的位置情况；

S300、根据S100所构建的周围环境，所述多运动态机器人移动预设的距离；

S400、由陀螺仪采集所述多运动态机器人运动时，所产生的垂直加速度，陀螺仪反馈数据给控制器，控制器分析目前地面情况；

其中，控制器判断所述多运动态机器人所处的位置，是否能够维持所述多运动态机器人的平衡，且空间大小情况后，所述多运动态机器人切换合适的运动姿态；

所述多运动态机器人的运动姿态有：机器足运动姿态、躯体轮子运动姿态、辅助轮子运动姿态和紧急运动姿态；

所述多运动态机器人在运动过程中，控制器不断对周围环境进行分析，控制器控制所述多运动态机器人实时切换相应的运动姿态；

S410、若在某一运动姿态，的运动下检测到运动速度未达到预定速度，或者未达到预设的平衡度，所述多运动态机器人更换运动姿态；

S411、在S410的基础上，若所述多运动态机器人在同一运动姿态下，所述多运动态机器人的运动参数在预设时间区间里未达到预定数值，则控制器判定该运动姿态已故障，所述多运动态机器人选择下一个适合该地型的运动姿态；

S420、若躯体轮子运动姿态和辅助轮子运动姿态都无法使用，所述多运动态机器人在地形条件达到紧急运动姿态的标准下切换至紧急运动姿态，若控制器判断运动参数合适就继续使用；否则切换至机器足运动姿态，若控制器判断运动参数合适就继续使用。

9.根据权利要求8所述的机器人运动态切换控制方法，其特征在于，

根据控制器的分析，若周围障碍物多，且地面平坦程度未达到使用轮子运动的设定标准下，所述多运动态机器人选择机器足运动姿态进行运动；

所述多运动态机器人使用所述机器足运动姿态运动时，需要进行步态规划；

步态规划是利用三角函数曲线规划的所述机器足机构单腿运动组合成，所述机器足机构单腿呈周期性运动，建立坐标系，前半个周期(0＜Tm≤0.5T)运动为：

x＝-(xf-xs)sin(Tm·Π/T)+xf

后半周期(0.5T<Tm≤T)为：

x＝(xf-xs)sin((2Tm/T-1)Π/2)+xs

y＝hs

其中，xf为机械腿步态轨迹x轴最小位置；xs为机械腿步态轨迹x轴最大位置；hs为机械腿步态轨迹y轴最大位置；hf为机械腿步态轨迹y轴最大位置与最小位置之差，即为抬腿高度；Tm为目前周期时间；T为总周期时间；

两组对角所述机器足机构错开半个周期时间运动，实现步态规划，通过步态解算得出所述机器足机构相应的关节运动角度，最后由所述多运动态机器人自身姿态数据进行反馈调节，修正所述机器足机构的关节与所述躯体的角度；

机器足运动姿态运动时，控制器根据前进方向障碍物的高度，控制器选择跨过或绕过；

若选择跨过，在预定的跨过次数内，所述多运动态机器人跨过障碍物失败后，所述多运动态机器人则选择绕过；

若选择绕过，控制器根据所述多运动态机器人的磁力计和定位系统记录目前的移动方向和方位，绕过障碍物后，使所述多运动态机器人重新回到原定轨迹，继续向目标方向前进。

10.根据权利要求8所述的机器人运动态切换控制方法，其特征在于，

根据所述控制器的分析，若周围障碍物少，且地面平坦程度符合使用轮子运动的设定标准；

所述多运动态机器人会优先切换辅助轮子运动姿态进行运动，根据在辅助轮子运动姿态下的测得的运动参数，控制器进行分析，计算选择最适合的移动速度；

所述多运动态机器人在辅助轮子运动姿态运动预设的距离后，根据陀螺仪测得的速度和颠簸程度，控制器分析判断是否需要切换运动姿态；

若所述多运动态机器人自身姿态稳定，且运动速度快，所述多运动态机器人就切换为躯体轮子运动姿态。

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