六足機器人操縱系統及操縱方法
2023-08-10 04:59:26
六足機器人操縱系統及操縱方法
【專利摘要】六足機器人操縱系統及操縱方法，涉及一種機器人操縱系統及操縱方法。本發明的目的是為了解決六足機器人操縱系統的通信實時性差、操縱複雜的問題和人機協同結合性不好的問題。本發明六足機器人操縱系統包括以下模塊：電機使能控制模塊、停止模塊、參數設置模塊、位置重置模塊、位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊、輪式控制模塊及位置顯示模塊；利用本發明對對機器人進行操縱可以提升機器人操縱系統的通信實時性、降低了機器人的操縱複雜程度並提升人機協同結合性。本發明適用於六足機器人的操縱。
【專利說明】六足機器人操縱系統及操縱方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機器人操縱系統及操縱方法。
【背景技術】
[0002]電驅動六足機器人操縱系統是一個複雜系統。在這個系統中，人通過感官從被操作對象處獲得信息，經過思維做出動作決策，由手、腳或人體某些部位執行，形成操作行為。操作的結果使機械進入新的狀態，這種新狀態又從環境中或顯示儀表中反映出新的信號，又可能使操作者做出新的操作。
[0003]操縱系統設計是對傳統的只考慮機器的設計的一個重大變革，以往機器人系統僅關注於機器人本體和控制系統設計，沒有優化操縱系統的實時性、簡易型和人機協同結合性。本設計是將操縱系統看作整機系統的一個環節，考慮人的特性，設計出以人為主的最佳人機系統。操縱系統設計中的一個重要問題，是人機功能分配或人機結合。將人和機器的特點有機的結合起來，取長補短，就可得到最佳性能的操縱系統。
[0004]操縱系統軟體的良好設計是六足機器人能夠良好響應駕駛員控制命令以及運動控制系統及時接受駕駛員控制指令的基礎。駕駛員對六足機器人的一切操控都是通過操縱主機中軟體的運行來實現命令的解析與傳達。操縱系統的合理設計是六足機器人良好運行必不可缺的條件。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了解決六足機器人操縱系統的通信實時性差、操縱複雜的問題和人機協同結合性不好的問題。進而提出了一種六足機器人操縱系統及操縱方法。
[0006]六足機器人操縱系統，包括以下模塊:電機使能控制模塊、停止模塊、參數設置模塊、位置重置模塊、位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊、輪式控制模塊及位置顯示模塊；
[0007]電機使能控制模塊，用於機器人執行動作電機的通電控制；
[0008]停止模塊，用於機器人執行動作的急停和停止控制；
[0009]參數設置模塊是對機器人的參數進行輸入，包括:
[0010]LegLength_l/2/3參數輸入子模塊，即基節長度、大腿長度和小腿長度參數輸入子模塊；用於基節長度、大腿長度和小腿長度參數輸入；
[0011]CSRot_l/2/3/4/5/6參數輸入子模塊，即局部坐標系旋轉角度參數輸入子模塊；用於局部坐標系旋轉角度參數輸入；
[0012]Edpt_Bia_X/Y/Z參數輸入子模塊，即平臺偏移距離參數輸入子模塊；用於平臺偏移距離參數輸入；
[0013]Scafac_l/2/3參數輸入子模塊，即跟、髖、膝關節比例因子參數輸入子模塊；用於跟、髖、膝關節比例因子參數輸入；
[0014]Refhgh參數輸入子模塊，即平臺參考面高度參數輸入子模塊；用於平臺參考面高度參數輸入；
[0015]Hordist參數輸入子模塊，即基節距足端橫向距離參數輸入子模塊；用於基節距足端橫向距離參數輸入；
[0016]Swhgh參數輸入子模塊，即足端擺動高度參數輸入子模塊；用於足端擺動高度參數輸入；
[0017]Zprehgh參數輸入子模塊，即足端預抬高度參數輸入子模塊；用於足端預抬高度參數輸入；
[0018]反射參數輸入子模塊，用於反射參數輸入；
[0019]其中，反射參數輸入子模塊包括:
[0020]Edref_Depth參數輸入子模塊，即反射下探深度參數輸入子模塊；用於反射下探深度參數輸入；
[0021]Edref_Fwdis參數輸入子模塊，即反射前探距離參數輸入子模塊；用於反射前探距離參數輸入；
[0022]Edref_Fwhgh參數輸入子模塊，即反射前探高度參數輸入子模塊；用於反射前探高度參數輸入；
[0023]Edref_Backdis參數輸入子模塊，即反射後撤距離參數輸入子模塊；用於反射後撤距離參數輸入；
[0024]Edref_Reswhgh參數輸入子模塊，即反射再擺高度參數輸入子模塊；用於反射再擺高度參數輸入；
[0025]六足機器人平臺是除了腿部以外的body部分，以六足機器人平臺建立的坐標系分為全局坐標系和局部坐標系:平臺全局坐標系是以平臺O圓心，X軸、Y軸和Z軸滿足右手螺旋法則，其中Z為沿著重力反方向的坐標軸，X為沿著機體前進方向的坐標軸，Y為沿著機體橫向的坐標軸，平臺全局坐標系用於描述各個腿與平臺間的位置關係；平臺局部坐標系分別在六條腿上，基節位置是坐標系的原點，六條腿各自的原點分別為oi(i = I…6)，xi (i = Ρ..6)軸和yi(i = Ρ..6)軸分別是經過坐標平移和旋轉得來的單腿方向坐標軸，六條腿分別對應於六個坐標系CSi (i = Ρ..6)；
[0026]六足機器人腿部由三部分組成:跟關節、髖關節及膝關節；α、β、Υ分別為跟、髖和膝關節的轉角；
[0027]位置重置模塊針對機器人六條腿在局部坐標系下對機器人單腿位置進行設定，標定機器人初始位置，使機器人做回零運動；位置重置模包括:
[0028]位置設定子模塊,用於在Choose_CS_l/2/3/4/5/6下對局部CS xyz位置的設定；是用於對局部坐標系下X位置Ed_xPos的設定、局部坐標系下y位置Ed_yPos的設定和局部坐標系下z位置Ed_ZPos的設定；
[0029]位置顯示模塊用於全局坐標系下機器人六條腿CSP0S_L0cal_l/2/3/4/5/6的X方向的位置CSXP0S、Y方向的位置CSYPOS、Z方向的位置CSZPOS的坐標信息顯示，還用於局部坐標系下機器人六條腿CSPos_Global_l/2/3/4/5/6的x方向的位置CSxPOS、y方向的位置CSyPOS、z方向的位置CSzPOS的坐標信息顯示以及用於機器人六條腿單腿關節CSANGL_l/2/3/4/5/6的角度信息顯示，即單腿關節α、β、Y角度信息顯示；
[0030]位姿控制模塊用於對機器人的位置控制及姿態控制，包括:
[0031]Bt_Ctrchange子模塊，即姿態控制/位置控制子模塊，用於通過設定運動時間TM及運動距離，實現位置控制模式下的前後移動、左右移動及上下移動或通過設定運動時間TM及運動角度，實現姿態控制模式下的前後傾斜、左右傾斜及左右旋轉功能；
[0032]Bt_Front子模塊，即平臺前移/前傾子模塊，用於平臺前移/前傾；
[0033]Bt_Behind子模塊，即平臺後移/後傾子模塊，用於平臺後移/後傾；
[0034]Bt_Left子模塊，即平臺左移/左傾子模塊，用於平臺左移/左傾；
[0035]Bt_Right子模塊，即平臺右移/右傾子模塊，用於平臺右移/右傾；
[0036]Bt_Up子模塊，即平臺上移子模塊，用於平臺上移；
[0037]Bt_Down子模塊，即平臺下移子模塊，用於平臺下移；
[0038]步態控制模塊，通過設定步態運動時間Ed_MovTM、前進方向運動向量Ed_Xdirct、側向運動距離Ed_Ydirct和旋轉角度Ed_Rotdegr,實現機器人的步態運動；機器人的局部運動以前進方向為X方向，左側方向為Y方向；步態控制模塊包括:
[0039]Bt_2GaitMov子模塊，即二步態運動子模塊，用於實現機器人的二步態運動；
[0040]Bt_3GaitMov子模塊，即三步態運動子模塊，用於實現機器人的三步態運動；
[0041]Bt_6GaitMov子模塊，即六步態運動子模塊，用於實現機器人的六步態運動；
[0042]Bt_RotGaitCtr子模塊，即旋轉模式運動子模塊，用於實現機器人的旋轉運動；
[0043]Bt_Stop子模塊，即停止運動子模塊，用於實現機器人的運動停止；
[0044]單腿控制模塊分為計算機端單腿控制子模塊和操縱杆端單腿控制子模塊；用於實現計算機端單腿控制子模塊和操縱杆端單腿控制子模塊的切換；
[0045]操縱杆端單腿控制子模塊下達六足機器人在操縱杆控制模式下的相關的單腿運動控制參數，用於單腿行進方向控制和單腿關節控制；操縱杆端單腿控制子模塊包括:
[0046]LegNumber子模塊，即操縱腿子模塊，用於對不同的單腿進行控制；
[0047]JointControl子模塊，即足端/關節控制子模塊，用於對單腿上的足端/關節進行控制；
[0048]FootXSpeed子模塊，即足端X軸速度子模塊，用於全局和局部坐標系下前進方向運動距離的設置；
[0049]FootYSpeed子模塊，即足端Y軸速度子模塊，用於全局和局部坐標系下側向方向運動距離的設置；
[0050]FootZSpeed子模塊，即足端Z軸速度子模塊,用於全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的設置；
[0051]GJointSpeed子模塊，即跟關節轉速子模塊，用於實現跟關節轉速的控制；
[0052]KJointSpeed子模塊，即髖關節轉速子模塊,用於實現髖關節轉速的控制；
[0053]XJointSpeed子模塊，即膝關節轉速子模塊,用於實現膝關節轉速的控制；
[0054]計算機端單腿控制子模塊通過設定單腿運動時間ED_MovTA、單腿曲線運動時間ED_MovTS、單腿運動速度ED_MovF及單腿運動增量距離ED_MovINC，控制單腿單關節運動，在全局坐標系和局部坐標系下實現機器人的各運動方向上的運動；計算機端單腿控制子模塊包括:
[0055]CM_CSChoose子模塊，即單腿控制選擇子模塊，用於對控制的單腿進行選擇；
[0056]CM_JointChoose子模塊，即關節選擇子模塊，用於對單腿上的關節進行選擇；
[0057]ET_JogSpeed子模塊，即單關節運動速度子模塊，用於對單腿上的關節運動速度進行控制；
[0058]BT_JogFw子模塊，即單關節正轉子模塊，用於實現關節的正轉；
[0059]BT_JogRv子模塊,即單關節反轉子模塊，用於實現關節的反轉；
[0060]BT_Glblocctr子模塊，即全局或局部坐標系切換子模塊，用於實現全局或局部坐標系的切換；包括:
[0061]BT_XFff子模塊，即機器人全局和局部坐標系下前進方向運動向量子模塊，用於全局和局部坐標系下前進方向運動距離的設置；
[0062]BT_YFW子模塊，即機器人全局坐和局部標系下側向方向運動向量子模塊，用於全局和局部坐標系下側向方向運動距離的設置；
[0063]BT_ZFW子模塊，即機器人全局和局部坐標系下垂向方向運動向量子模塊，用於全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的設置；
[0064]站立收起控制模塊，通過設定運動時間ED_MovTA、運動曲線時間ED_MovTS、運動速度ED_MovF、XY面運動起始點及Z向增量值ED_StandINC、至運動規划起始點及Z位置ED_StartZ、運動到指定高度Z位置，實現機器人整機的站立運動和回歸初始位置運動；
[0065]以及通過設定局部坐標系下X方向目標位置ED_PkupX、局部坐標系下Y方向目標位置ED_PkupY、局部坐標系下Z方向目標位置ED_PkupZ實現人的收起運動；
[0066]輪式控制模塊通過設定輪式模式的加/減速時間ED_Time、行進速度ED_Speed、轉彎內徑ED_Inner_Diameter及原地轉彎角速度ED_Anspeed,實現機器人輪式模式下的前進、後退、左轉、右轉、原地左轉及原地右轉的功能；輪式控制模塊包括:
[0067]BT_F0RWARD子模塊，即輪式前進模塊，用於實現機器人的輪式前進；
[0068]BT_BACK子模塊，即輪式後退模塊，用於實現機器人的輪式後退；
[0069]BT_LTURN子模塊，即輪式左轉模塊，用於實現機器人的輪式左轉；
[0070]BT_RTURN子模塊，即輪式右轉模塊，用於實現機器人的輪式右轉；
[0071]BT_0NLTURN子模塊，即輪式原地左轉模塊，用於實現機器人的輪式原地左轉；
[0072]BT_0NRTURN子模塊，即輪式原地右轉模塊，用於實現機器人的輪式原地右轉；
[0073]電機使能控制模塊、參數設置模塊、位置重置模塊先後獨立運行；
[0074]輪式控制模塊獨立運行；
[0075]位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊相互獨立運行；位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊運行之前，首先調用參數設置模塊，根據參數設置模塊中的參數和位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊中的設置參數來執行；步態控制模塊運行時，如果某條腿動作執行出現故障，調用單腿控制模塊中的操縱杆端單腿控制子模塊進行輔助控制；
[0076]位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊運行時的參數信息反應到位置顯示模塊中，由位置顯示模塊進行顯示；
[0077]停止模塊獨立運行。
[0078]利用六足機器人操縱系統對機器人進行操縱的方法，包括以下步驟:
[0079]步驟1:運行電機使能控制模塊，使電機處於工作狀態；
[0080]步驟2:運行位置重置模塊，在局部坐標系下分別設置機器人腿部的初始位置，使機器人做回零運動；
[0081]設置六條腿ChOOSe_CS_l/2/3/4/5/6在局部坐標系下的機器人單腿初始位置，包括:x位置Ed_xPos的設定、局部坐標系下y位置Ed_yPos的設定和z位置Ed_zPos的設定；
[0082]步驟3:根據機器人的實際情況，運行系統參數設置模塊，設置系統參數；包括:
[0083]輸入LegLength_l/2/3，即基節長度、大腿長度和小腿長度；
[0084]輸入CSRot_l/2/3/4/5/6，即局部坐標系旋轉角度；
[0085]輸入Edpt_Bia_X/Y/Z，即平臺偏移距離參數；
[0086]輸入Scafac_l/2/3，即跟、髖、膝關節比例因子參數；
[0087]輸入Refhgh，即平臺參考面高度參數；
[0088]輸入Hordi St，即基節距足端橫向距離參數；
[0089]輸入Swhgh，即足端擺動高度參數；
[0090]輸入Zprehgh,即足端預抬高度參數；
[0091]輸入反射參數，包括:
[0092]輸入Edref_Depth,即反射下探深度參數；
[0093]輸入Edref_Fwdis，即反射前探距離參數；
[0094]輸入Edref_Fwhgh,即反射前探高度參數；
[0095]輸入Edref_Backdi s，即反射後撤距離參數；
[0096]輸入Edref_Reswhgh,即反射再擺高度參數；
[0097]步驟4:根據實際的環境和機器人所要完成的任務，選擇選用足式模式運動或輪式模式運動，當環境適合使用輪式控制模塊時，運行輪式控制模塊，設定輪式模式的加/減速時間ED_Time、行進速度ED_Speed、轉彎內徑ED_Inner_Diameter及原地轉彎角速度ED_Anspeed，調用相應的輪式前進子模塊、輪式後退子模塊、輪式左轉子模塊、輪式右轉子模塊、輪式原地左轉子模塊、輪式原地右轉子模塊，實現機器人輪式模式下的前進、後退、左轉、右轉、原地左轉及原地右轉；
[0098]步驟5:當環境不適合使用輪式控制模塊時，啟用足式模式，進行以下操作:
[0099]步驟5.1:運行姿態控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在位姿控制模塊中的Bt_Ctrchange子模塊中選擇姿態控制或位置控制,設定運動時間TM及運動距離或者設定運動時間TM及運動角度，調用平臺前移/前傾子模塊、平臺後移/後傾子模塊、平臺左移/左傾子模塊、平臺右移/右傾子模塊、平臺上移子模塊、平臺下移子模塊，實現位置控制模式下的前後移動、左右移動及上下移動或者實現姿態控制模式下的前後傾斜、左右傾斜及左右旋轉功能；
[0100]步驟5.2:運行單腿控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據；如果選用操縱杆端單腿控制子模塊，調用操縱杆控制模塊，通過操縱杆控制實現機器人的單腿控制，從而實現機器人避障或試探等動作；
[0101]如果選用計算機端單腿控制模塊，在單腿控制選擇子模塊中，選擇需要進行控制的單腿，然後選擇關節選擇子模塊，選擇單腿上需要進行控制的關節；設定單腿運動時間ED_MovTA、單腿曲線運動時間ED_MovTS、單腿運動速度ED_MovF及單腿運動增量距離ED_MovINC ;調用單關節運動速度子模塊，實現對單腿上的關節運動速度進行控制；調用單關節正轉子模塊和單關節反轉子模塊，實現關節的正轉和反轉；調用BT_Glblocctr子模塊，即全局或局部坐標系切換子模塊，實現全局或局部坐標系的切換；然後設置:
[0102]BT_XFff子模塊，即機器人全局和局部坐標系下前進方向運動向量子模塊，實現全局和局部坐標系下前進方向運動距離的限定；
[0103]BT_YFW子模塊，即機器人全局坐和局部標系下側向方向運動向量子模塊，實現全局和局部坐標系下側向方向運動距離的限定；
[0104]BT_ZFW子模塊，即機器人全局和局部坐標系下垂向方向運動向量子模塊，實現全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的限定；
[0105]如果在計算機端單腿控制模式下對單腿進行控制，若某條腿動作執行出現故障，調用操縱杆端單腿控制子模塊對執行出現故障的腿進行輔助控制；
[0106]步驟5.3:根據實際的運動場地環境和機器人要完成的任務，運行站立收起控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在站立收起控制模塊中，設定運動時間ED_MovTA、運動曲線時間ED_MovTS、運動速度ED_MovF，設置XY面運動起始點及Z向增量值ED_StandINC,實現機器人整機的站立運動；設置至運動規划起始點及Z位置ED_StartZ，實現回歸初始位置運動；設置運動到指定高度Z位置，實現足端在垂直方向運動到指定高度位置；
[0107]設定局部坐標系下X方向目標位置ED_Pkupx、局部坐標系下y方向目標位置ED_Pkupy、局部坐標系下z方向目標位置ED_Pkupz，實現機器人的收起運動；
[0108]步驟5.4:根據實際的運動場地環境和機器人要完成的任務，運行步態控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在步態控制模塊中，設定步態運動時間Ed_MovTM、前進方向運動向量Ed_Xdirct、側向運動距離Ed_Ydirct和旋轉角度Ed_Rotdegr ;根據實際的運動環境調用二步態運動子模塊Bt_2GaitMov、三步態運動子模塊Bt_3GaitMov、六步態運動子模塊Bt_6GaitMov、旋轉模式運動子模塊Bt_RotGaitCtr及停止運動子模塊Bt_Stop,實現機器人的二步態運動、三步態運動、六步態運動、旋轉運動以及實現機器人的運動停止；如果在步態控制模式中，當機器人自主行走時，某條腿遇到障礙物或踏入溝壑中，調用操縱杆端單腿控制子模塊對機器人單腿進行操控，控制機器人進行避障或避溝；當某條腿動作執行出現故障，調用操縱杆端單腿控制子模塊對執行出現故障的腿進行輔助控制；
[0109]步驟6:機器人在各種模式下運動及停止後，運行停止模塊，實現機器人正常停止。
[0110]本發明的六足機器人操縱系統各個模塊之間的調用關係簡單，在執行時可以縮短模塊之間相互調用的時間，從而提升機器人操縱系統的通信實時性，操縱系統數據發送周期為50ms以內；六足機器人操縱系統各個模塊之間關係簡單，且各個模塊的功能完善，執行界面清晰簡單，降低了機器人的操縱複雜程度；同時由於既可以應用簡單的人機操作界面又可以使用操縱杆對機器人進行控制，又進一步提升了人機協同結合性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0111]圖1六足機器人操縱系統的操作界面；
[0112]圖2參數設置模塊的顯示界面；
[0113]圖3位置重置模塊的顯示界面；
[0114]圖4位置顯示模塊的顯示界面；
[0115]圖5輪式控制模塊的顯示界面；
[0116]圖6位姿控制模塊中位置控制子模塊的顯示界面；
[0117]圖7位姿控制模塊中姿態控制子模塊的顯示界面；
[0118]圖8單腿控制模塊的顯示界面；
[0119]圖9站立收起控制模塊的顯示界面；
[0120]圖10步態控制模塊的顯示界面；
[0121]圖11跟關節、散關節和膝關節的轉角的側視圖坐標系不意圖；
[0122]圖12跟關節、散關節和膝關節的轉角的俯視圖坐標系不意圖；
[0123]圖13跟關節、髖關節和膝關節的轉角的簡化圖坐標系示意圖。
【具體實施方式】
[0124]【具體實施方式】一:六足機器人操縱系統的操作界面如圖1所示；六足機器人操縱系統，包括以下模塊:電機使能控制模塊、停止模塊、參數設置模塊、位置重置模塊、位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊、輪式控制模塊及位置顯示模塊；
[0125]電機使能控制模塊，用於機器人執行動作電機的通電控制；
[0126]停止模塊，用於機器人執行動作的急停和停止控制；
[0127]參數設置模塊的顯示界面如圖2所示；參數設置模塊是對機器人的參數進行輸入，包括:
[0128]LegLength_l/2/3參數輸入子模塊，即基節長度、大腿長度和小腿長度參數輸入子模塊；用於基節長度、大腿長度和小腿長度參數輸入；
[0129]CSRot_l/2/3/4/5/6參數輸入子模塊，即局部坐標系旋轉角度參數輸入子模塊；用於局部坐標系旋轉角度參數輸入；
[0130]Edpt_Bia_X/Y/Z參數輸入子模塊，即平臺偏移距離參數輸入子模塊；用於平臺偏移距離參數輸入；
[0131]Scafac_l/2/3參數輸入子模塊，即跟、髖、膝關節比例因子參數輸入子模塊；用於跟、髖、膝關節比例因子參數輸入；
[0132]Refhgh參數輸入子模塊，即平臺參考面高度參數輸入子模塊；用於平臺參考面高度參數輸入；
[0133]Hordist參數輸入子模塊，即基節距足端橫向距離參數輸入子模塊；用於基節距足端橫向距離參數輸入；
[0134]Swhgh參數輸入子模塊，即足端擺動高度參數輸入子模塊；用於足端擺動高度參數輸入；
[0135]Zprehgh參數輸入子模塊，即足端預抬高度參數輸入子模塊；用於足端預抬高度參數輸入；
[0136]反射參數輸入子模塊，用於反射參數輸入；
[0137]其中，反射參數輸入子模塊包括:
[0138]Edref_Depth參數輸入子模塊，即反射下探深度參數輸入子模塊；用於反射下探深度參數輸入；
[0139]Edref_Fwdis參數輸入子模塊，即反射前探距離參數輸入子模塊；用於反射前探距離參數輸入；
[0140]Edref_Fwhgh參數輸入子模塊，即反射前探高度參數輸入子模塊；用於反射前探高度參數輸入；
[0141]Edref_Backdis參數輸入子模塊，即反射後撤距離參數輸入子模塊；用於反射後撤距離參數輸入；
[0142]Edref_Reswhgh參數輸入子模塊，即反射再擺高度參數輸入子模塊；用於反射再擺高度參數輸入；
[0143]六足機器人平臺是除了腿部以外的body部分，以六足機器人平臺建立的坐標系分為全局坐標系和局部坐標系:平臺全局坐標系是以平臺O圓心，X軸、Y軸和Z軸滿足右手螺旋法則，其中Z為沿著重力反方向的坐標軸，X為沿著機體前進方向的坐標軸，Y為沿著機體橫向的坐標軸，平臺全局坐標系用於描述各個腿與平臺間的位置關係；平臺局部坐標系分別在六條腿上，基節位置是坐標系的原點，六條腿各自的原點分別為oi(i = I…6)，xi (i = Ρ..6)軸和yi(i = Ρ..6)軸分別是經過坐標平移和旋轉得來的單腿方向坐標軸，六條腿分別對應於六個坐標系CSi (i = Ρ..6)；
[0144]六足機器人腿部由三部分組成:跟關節、髖關節及膝關節；α、β、Υ分別為跟、髖和膝關節的轉角；跟關節、髖關節和膝關節的轉角的側視圖坐標系、俯視圖坐標系、簡化圖坐標系示意圖分別如圖11、圖12和圖13所示，Ho代表軀幹初始高度，腿部的橫向距離為S ；
[0145]位置重置模塊的顯示界面如圖3所示；位置重置模塊針對機器人六條腿在局部坐標系下對機器人單腿位置進行設定，標定機器人初始位置，使機器人做回零運動；位置重置模包括:
[0146]位置設定子模塊,用於在Choose_CS_l/2/3/4/5/6下對局部CS xyz位置的設定；是用於對局部坐標系下X位置Ed_xPos的設定、局部坐標系下y位置Ed_yPos的設定和局部坐標系下z位置Ed_ZPos的設定；
[0147]位置顯示模塊的顯示界面如圖4所示；位置顯示模塊用於全局坐標系下機器人六條腿CSPos_Local_l/2/3/4/5/6的X方向的位置CSXPOS, Y方向的位置CSYPOS,Z方向的位置CSZPOS的坐標信息顯示，還用於局部坐標系下機器人六條腿CSPos_Global_l/2/3/4/5/6的x方向的位置CSxPOS、y方向的位置CSyPOS、z方向的位置CSzPOS的坐標信息顯示以及用於機器人六條腿單腿關節CSANGL_l/2/3/4/5/6的角度信息顯示，即單腿關節α、β、Y角度信息顯示；
[0148]位姿控制模塊的顯示界面如圖6、圖7所示；位姿控制模塊用於對機器人的位置控制及姿態控制，包括:
[0149]Bt_Ctrchange子模塊，即姿態控制/位置控制子模塊，用於通過設定運動時間TM及運動距離，實現位置控制模式下的前後移動、左右移動及上下移動或通過設定運動時間TM及運動角度，實現姿態控制模式下的前後傾斜、左右傾斜及左右旋轉功能；
[0150]Bt_Front子模塊，即平臺前移/前傾子模塊，用於平臺前移/前傾；
[0151]Bt_Behind子模塊，即平臺後移/後傾子模塊，用於平臺後移/後傾；
[0152]Bt_Left子模塊，即平臺左移/左傾子模塊，用於平臺左移/左傾；
[0153]Bt_Right子模塊，即平臺右移/右傾子模塊，用於平臺右移/右傾；
[0154]Bt_Up子模塊，即平臺上移子模塊，用於平臺上移；
[0155]Bt_Down子模塊，即平臺下移子模塊，用於平臺下移；
[0156]步態控制模塊的顯示界面如圖10所示；步態控制模塊，通過設定步態運動時間Ed_MovTM、前進方向運動向量Ed_Xdirct、側向運動距離Ed_Ydirct和旋轉角度Ed_Rotdegr，實現機器人的步態運動；機器人的局部運動以前進方向為X方向，左側方向為Y方向；步態控制模塊包括:
[0157]Bt_2GaitMov子模塊，即二步態運動子模塊，用於實現機器人的二步態運動；
[0158]Bt_3GaitMov子模塊，即三步態運動子模塊，用於實現機器人的三步態運動；
[0159]Bt_6GaitMov子模塊，即六步態運動子模塊,用於實現機器人的六步態運動；
[0160]Bt_RotGaitCtr子模塊，即旋轉模式運動子模塊，用於實現機器人的旋轉運動；
[0161]Bt_Stop子模塊，即停止運動子模塊，用於實現機器人的運動停止；
[0162]單腿控制模塊的顯示界面如圖8所示；單腿控制模塊分為計算機端單腿控制子模塊和操縱杆端單腿控制子模塊；用於實現計算機端單腿控制子模塊和操縱杆端單腿控制子模塊的切換；
[0163]操縱杆端單腿控制子模塊下達六足機器人在操縱杆控制模式下的相關的單腿運動控制參數，用於單腿行進方向控制和單腿關節控制；操縱杆端單腿控制子模塊包括:
[0164]LegNumber子模塊，即操縱腿子模塊，用於對不同的單腿進行控制；
[0165]JointControl子模塊，即足端/關節控制子模塊，用於對單腿上的足端/關節進行控制；
[0166]FootXSpeed子模塊，即足端X軸速度子模塊，用於全局和局部坐標系下前進方向運動距離的設置；
[0167]FootYSpeed子模塊，即足端Y軸速度子模塊，用於全局和局部坐標系下側向方向運動距離的設置；
[0168]FootZSpeed子模塊，即足端Z軸速度子模塊,用於全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的設置；
[0169]GJointSpeed子模塊，即跟關節轉速子模塊，用於實現跟關節轉速的控制；
[0170]KJointSpeed子模塊，即髖關節轉速子模塊,用於實現髖關節轉速的控制；
[0171]XJointSpeed子模塊,即膝關節轉速子模塊,用於實現膝關節轉速的控制；
[0172]計算機端單腿控制子模塊通過設定單腿運動時間ED_MovTA、單腿曲線運動時間ED_MovTS、單腿運動速度ED_MovF及單腿運動增量距離ED_MovINC，控制單腿單關節運動，在全局坐標系和局部坐標系下實現機器人的各運動方向上的運動；計算機端單腿控制子模塊包括:
[0173]CM_CSChoose子模塊，即單腿控制選擇子模塊，用於對控制的單腿進行選擇；
[0174]CM_JointChoose子模塊，即關節選擇子模塊，用於對單腿上的關節進行選擇；
[0175]ET_JogSpeed子模塊，即單關節運動速度子模塊，用於對單腿上的關節運動速度進行控制；
[0176]BT_JogFw子模塊，即單關節正轉子模塊,用於實現關節的正轉；
[0177]BT_JogRv子模塊，即單關節反轉子模塊，用於實現關節的反轉；
[0178]BT_Glblocctr子模塊，即全局或局部坐標系切換子模塊，用於實現全局或局部坐標系的切換；包括:
[0179]BT_XFW子模塊，即機器人全局和局部坐標系下前進方向運動向量子模塊，用於全局和局部坐標系下前進方向運動距離的設置；
[0180]BT_YFW子模塊，即機器人全局坐和局部標系下側向方向運動向量子模塊，用於全局和局部坐標系下側向方向運動距離的設置；
[0181]BT_ZFW子模塊，即機器人全局和局部坐標系下垂向方向運動向量子模塊，用於全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的設置；
[0182]站立收起控制模塊的顯示界面如圖9所示；站立收起控制模塊，通過設定運動時間ED_MovTA、運動曲線時間ED_MovTS、運動速度ED_MovF、XY面運動起始點及Z向增量值ED_StandINC、至運動規划起始點及Z位置ED_StartZ、運動到指定高度Z位置，實現機器人整機的站立運動和回歸初始位置運動；
[0183]以及通過設定局部坐標系下X方向目標位置ED_PkupX、局部坐標系下Y方向目標位置ED_PkupY、局部坐標系下Z方向目標位置ED_PkupZ實現人的收起運動；
[0184]輪式控制模塊的顯示界面如圖5所示；輪式控制模塊通過設定輪式模式的加/減速時間ED_Time、行進速度ED_Speed、轉彎內徑ED_Inner_Diameter及原地轉彎角速度ED_Anspeed，實現機器人輪式模式下的前進、後退、左轉、右轉、原地左轉及原地右轉的功能；輪式控制模塊包括:
[0185]BT_F0RWARD子模塊，即輪式前進模塊，用於實現機器人的輪式前進；
[0186]BT_BACK子模塊，即輪式後退模塊，用於實現機器人的輪式後退；
[0187]BT_LTURN子模塊，即輪式左轉模塊，用於實現機器人的輪式左轉；
[0188]BT_RTURN子模塊，即輪式右轉模塊，用於實現機器人的輪式右轉；
[0189]BT_0NLTURN子模塊，即輪式原地左轉模塊，用於實現機器人的輪式原地左轉；
[0190]BT_0NRTURN子模塊，即輪式原地右轉模塊，用於實現機器人的輪式原地右轉；
[0191]電機使能控制模塊、參數設置模塊、位置重置模塊先後獨立運行；
[0192]輪式控制模塊獨立運行；
[0193]位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊相互獨立運行；位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊運行之前，首先調用參數設置模塊，根據參數設置模塊中的參數和位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊中的設置參數來執行；步態控制模塊運行時，如果某條腿動作執行出現故障，調用單腿控制模塊中的操縱杆端單腿控制子模塊進行輔助控制；
[0194]位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊運行時的參數信息反應到位置顯示模塊中，由位置顯示模塊進行顯示；
[0195]停止模塊獨立運行。
[0196]【具體實施方式】二:六足機器人操縱系統採用Visual C++6.0為基礎開發的，通過嵌入UMAC提供的動態連結庫Pco_32完成跟運控系統的通訊。
[0197]其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0198]【具體實施方式】三:利用六足機器人操縱系統對機器人進行操縱的方法，包括以下步驟:
[0199]步驟1:運行電機使能控制模塊，使電機處於工作狀態；
[0200]步驟2:運行位置重置模塊，在局部坐標系下分別設置機器人腿部的初始位置，使機器人做回零運動；
[0201]設置六條腿ChOOSe_CS_l/2/3/4/5/6在局部坐標系下的機器人單腿初始位置，包括:X位置Ed_xPos的設定、局部坐標系下y位置Ed_yPos的設定和z位置Ed_zPos的設定；
[0202]步驟3:根據機器人的實際情況，運行系統參數設置模塊，設置系統參數；包括:
[0203]輸入LegLength_l/2/3，即基節長度、大腿長度和小腿長度；
[0204]輸入CSRot_l/2/3/4/5/6，即局部坐標系旋轉角度；
[0205]輸入Edpt_Bia_X/Y/Z，即平臺偏移距離參數；
[0206]輸入Scafac_l/2/3，即跟、髖、膝關節比例因子參數；
[0207]輸入Refhgh，即平臺參考面高度參數；
[0208]輸入Hordi St，即基節距足端橫向距離參數；
[0209]輸入Swhgh，即足端擺動高度參數；
[0210]輸入Zprehgh,即足端預抬高度參數；
[0211]輸入反射參數，包括:
[0212]輸入Edref_Depth,即反射下探深度參數；
[0213]輸入Edref_Fwdis，即反射前探距離參數；
[0214]輸入Edref_Fwhgh,即反射前探高度參數；
[0215]輸入Edref_Backdi s，即反射後撤距離參數；
[0216]輸入Edref_Reswhgh,即反射再擺高度參數；
[0217]步驟4:根據實際的環境和機器人所要完成的任務，選擇選用足式模式運動或輪式模式運動，當環境適合使用輪式控制模塊時，運行輪式控制模塊，設定輪式模式的加/減速時間ED_Time、行進速度ED_Speed、轉彎內徑ED_Inner_Diameter及原地轉彎角速度ED_Anspeed，調用相應的輪式前進子模塊、輪式後退子模塊、輪式左轉子模塊、輪式右轉子模塊、輪式原地左轉子模塊、輪式原地右轉子模塊，實現機器人輪式模式下的前進、後退、左轉、右轉、原地左轉及原地右轉；
[0218]步驟5:當環境不適合使用輪式控制模塊時，啟用足式模式，進行以下操作:
[0219]步驟5.1:運行姿態控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在位姿控制模塊中的Bt_Ctrchange子模塊中選擇姿態控制或位置控制,設定運動時間TM及運動距離或者設定運動時間TM及運動角度，調用平臺前移/前傾子模塊、平臺後移/後傾子模塊、平臺左移/左傾子模塊、平臺右移/右傾子模塊、平臺上移子模塊、平臺下移子模塊，實現位置控制模式下的前後移動、左右移動及上下移動或者實現姿態控制模式下的前後傾斜、左右傾斜及左右旋轉功能；
[0220]步驟5.2:運行單腿控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據；如果選用操縱杆端單腿控制子模塊，調用操縱杆控制模塊，通過操縱杆控制實現機器人的單腿控制，從而實現機器人避障或試探等動作；
[0221]如果選用計算機端單腿控制模塊，在單腿控制選擇子模塊中，選擇需要進行控制的單腿，然後選擇關節選擇子模塊，選擇單腿上需要進行控制的關節；設定單腿運動時間ED_MovTA、單腿曲線運動時間ED_MovTS、單腿運動速度ED_MovF及單腿運動增量距離ED_MovINC ;調用單關節運動速度子模塊，實現對單腿上的關節運動速度進行控制；調用單關節正轉子模塊和單關節反轉子模塊，實現關節的正轉和反轉；調用BT_Glblocctr子模塊，即全局或局部坐標系切換子模塊，實現全局或局部坐標系的切換；然後設置:
[0222]BT_XFff子模塊，即機器人全局和局部坐標系下前進方向運動向量子模塊，實現全局和局部坐標系下前進方向運動距離的限定；
[0223]BT_YFW子模塊，即機器人全局坐和局部標系下側向方向運動向量子模塊，實現全局和局部坐標系下側向方向運動距離的限定；
[0224]BT_ZFff子模塊，即機器人全局和局部坐標系下垂向方向運動向量子模塊，實現全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的限定；
[0225]如果在計算機端單腿控制模式下對單腿進行控制，若某條腿動作執行出現故障，調用操縱杆端單腿控制子模塊對執行出現故障的腿進行輔助控制；
[0226]步驟5.3:根據實際的運動場地環境和機器人要完成的任務，運行站立收起控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在站立收起控制模塊中，設定運動時間ED_MovTA、運動曲線時間ED_MovTS、運動速度ED_MovF，設置XY面運動起始點及Z向增量值ED_StandINC,實現機器人整機的站立運動；設置至運動規划起始點及Z位置ED_StartZ，實現回歸初始位置運動；設置運動到指定高度Z位置，實現足端在垂直方向運動到指定高度位置；
[0227]設定局部坐標系下X方向目標位置ED_Pkupx、局部坐標系下y方向目標位置ED_Pkupy、局部坐標系下z方向目標位置ED_Pkupz，實現機器人的收起運動；
[0228]步驟5.4:根據實際的運動場地環境和機器人要完成的任務，運行步態控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在步態控制模塊中，設定步態運動時間Ed_MovTM、前進方向運動向量Ed_Xdirct、側向運動距離Ed_Ydirct和旋轉角度Ed_Rotdegr ;根據實際的運動環境調用二步態運動子模塊Bt_2GaitMov、三步態運動子模塊Bt_3GaitMov、六步態運動子模塊Bt_6GaitMov、旋轉模式運動子模塊Bt_RotGaitCtr及停止運動子模塊Bt_Stop,實現機器人的二步態運動、三步態運動、六步態運動、旋轉運動以及實現機器人的運動停止；如果在步態控制模式中，當機器人自主行走時，某條腿遇到障礙物或踏入溝壑中，調用操縱杆端單腿控制子模塊對機器人單腿進行操控，控制機器人進行避障或避溝；當某條腿動作執行出現故障，調用操縱杆端單腿控制子模塊對執行出現故障的腿進行輔助控制；
[0229]步驟6:機器人在各種模式下運動及停止後，運行停止模塊，實現機器人正常停止。
【權利要求】
1.六足機器人操縱系統，其特徵在於，該操縱系統包括以下模塊:電機使能控制模塊、停止模塊、參數設置模塊、位置重置模塊、位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊、輪式控制模塊及位置顯示模塊； 所述的電機使能控制模塊，用於機器人執行動作電機的通電控制； 所述的停止模塊，用於機器人執行動作的急停和停止控制； 所述的參數設置模塊是對機器人的參數進行輸入，包括: LegLength_l/2/3參數輸入子模塊，用於基節長度、大腿長度和小腿長度參數輸入； CSRot_l/2/3/4/5/6參數輸入子模塊，用於局部坐標系旋轉角度參數輸入； Edpt_Bia_X/Y/Z參數輸入子模塊，用於平臺偏移距離參數輸入； Scafac_l/2/3參數輸入子模塊，用於跟、髖、膝關節比例因子參數輸入； Refhgh參數輸入子模塊，用於平臺參考面高度參數輸入； Hordist參數輸入子模塊，用於基節距足端橫向距離參數輸入； Swhgh參數輸入子模塊，用於足端擺動高度參數輸入； Zprehgh參數輸入子模塊，用於足端預抬高度參數輸入； 反射參數輸入子模塊，用於反射參數輸入； 其中，反射參數輸入子模塊包括: Edref_Depth參數輸入子模塊，用於反射下探深度參數輸入； Edref_Fwdis參數輸入子模塊，用於反射前探距離參數輸入； Edref_Fwhgh參數輸入子模塊，用於反射前探高度參數輸入； Edref_Backdis參數輸入子模塊，用於反射後撤距離參數輸入； Edref_Reswhgh參數輸入子模塊,用於反射再擺高度參數輸入； 所述的位置重置模塊針對機器人六條腿在局部坐標系下對機器人單腿位置進行設定，標定機器人初始位置，使機器人做回零運動；位置重置模包括: 位置設定子模塊，用於在Choose_CS_l/2/3/4/5/6下對局部CS xyz位置的設定；是用於對局部坐標系下X位置Ed_XPos的設定、局部坐標系下y位置Ed_yPos的設定和局部坐標系下z位置Ed_zPos的設定； 所述的位置顯示模塊用於全局坐標系下機器人六條腿CSP0S_L0cal_l/2/3/4/5/6的X方向的位置CSXP0S、Y方向的位置CSYPOS、Z方向的位置CSZPOS的坐標信息顯示，還用於局部坐標系下機器人六條腿CSPos_Global_l/2/3/4/5/6的x方向的位置CSxPOS、y方向的位置CSyPOS、z方向的位置CSzPOS的坐標信息顯示以及用於機器人六條腿單腿關節CSANGL_l/2/3/4/5/6的角度信息顯示； 所述的位姿控制模塊用於對機器人的位置控制及姿態控制，包括: Bt_Ctrchange子模塊，用於通過設定運動時間TM及運動距離，實現位置控制模式下的前後移動、左右移動及上下移動或通過設定運動時間TM及運動角度，實現姿態控制模式下的前後傾斜、左右傾斜及左右旋轉功能； Bt_Front子模塊,用於平臺前移/前傾； Bt_Behind子模塊，用於平臺後移/後傾； Bt_Left子模塊，用於平臺左移/左傾； Bt_Right子模塊，用於平臺右移/右傾； Bt_Up子模塊，用於平臺上移； Bt_Down子模塊,用於平臺下移； 所述的步態控制模塊，通過設定步態運動時間Ed_MovTM、前進方向運動向量Ed_Xdirct、側向運動距離Ed_Ydirct和旋轉角度Ed_Rotdegr,實現機器人的步態運動；機器人的局部運動以前進方向為X方向，左側方向為Y方向；步態控制模塊包括: Bt_2GaitMov子模塊,用於實現機器人的二步態運動； Bt_3GaitMov子模塊,用於實現機器人的三步態運動； Bt_6GaitMov子模塊,用於實現機器人的六步態運動； Bt_RotGaitCtr子模塊,用於實現機器人的旋轉運動； Bt_Stop子模塊，用於實現機器人的運動停止； 所述的單腿控制模塊分為計算機端單腿控制子模塊和操縱杆端單腿控制子模塊；用於實現計算機端單腿控制子模塊和操縱杆端單腿控制子模塊的切換； 操縱杆端單腿控制子模塊下達六足機器人在操縱杆控制模式下的相關的單腿運動控制參數，用於單腿行進方向控制和單腿關節控制；操縱杆端單腿控制子模塊包括:LegNumber子模塊，用於對不同的單腿進行控制； JointControl子模塊,用於對單腿上的足端/關節進行控制； FootXSpeed子模塊，用於全局和局部坐標系下前進方向運動距離的設置； FootYSpeed子模塊，用於全局和局部坐標系下側向方向運動距離的設置； FootZSpeed子模塊,用於全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的設置； GJointSpeed子模塊,用於實現跟關節轉速的控制； KJointSpeed子模塊,用於實現髖關節轉速的控制； XJointSpeed子模塊,用於實現膝關節轉速的控制； 計算機端單腿控制子模塊通過設定單腿運動時間ED_MovTA、單腿曲線運動時間ED_MovTS、單腿運動速度ED_MovF及單腿運動增量距離ED_MovINC，控制單腿單關節運動，在全局坐標系和局部坐標系下實現機器人的各運動方向上的運動；計算機端單腿控制子模塊包括: CM_CSChoose子模塊，用於對控制的單腿進行選擇； CM_JointChoose子模塊,用於對單腿上的關節進行選擇； ET_JogSpeed子模塊，用於對單腿上的關節運動速度進行控制； BT_JogFw子模塊,用於實現關節的正轉； BT_JogRv子模塊,用於實現關節的反轉； BT_Glblocctr子模塊，用於實現全局或局部坐標系的切換；包括: BT_XFff子模塊，用於全局和局部坐標系下前進方向運動距離的設置； BT_YFW子模塊，用於全局和局部坐標系下側向方向運動距離的設置； BT_ZFff子模塊，用於全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的設置； 所述的站立收起控制模塊，通過設定運動時間ED_MovTA、運動曲線時間ED_MovTS、運動速度ED_MovF、XY面運動起始點及Z向增量值ED_StandINC、至運動規划起始點及Z位置ED_StartZ、運動到指定高度Z位置，實現機器人整機的站立運動和回歸初始位置運動；以及通過設定局部坐標系下X方向目標位置ED_PkupX、局部坐標系下Y方向目標位置ED_PkupY、局部坐標系下Z方向目標位置ED_PkupZ實現人的收起運動； 所述的輪式控制模塊通過設定輪式模式的加/減速時間ED_Time、行進速度ED_Speed、轉彎內徑ED_Inner_Diameter及原地轉彎角速度ED_Anspeed,實現機器人輪式模式下的前進、後退、左轉、右轉、原地左轉及原地右轉的功能；輪式控制模塊包括: BT_FORWARD子模塊，用於實現機器人的輪式前進； BT_BACK子模塊，用於實現機器人的輪式後退； BT_LTURN子模塊，用於實現機器人的輪式左轉； BT_RTURN子模塊，用於實現機器人的輪式右轉； BT_ONLTURN子模塊，用於實現機器人的輪式原地左轉； BT_ONRTURN子模塊，用於實現機器人的輪式原地右轉； 電機使能控制模塊、參數設置模塊、位置重置模塊先後獨立運行； 輪式控制模塊獨立運行； 位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊相互獨立運行；位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊運行之前，首先調用參數設置模塊，根據參數設置模塊中的參數和位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊中的設置參數來執行；步態控制模塊運行時，如果某條腿動作執行出現故障，調用單腿控制模塊中的操縱杆端單腿控制子模塊進行輔助控制； 位姿控制模塊、步態控制模塊、單腿控制模塊、站立收起控制模塊運行時的參數信息反應到位置顯示模塊中，由位置顯示模塊進行顯示； 停止模塊獨立運行。
2.根據權利要求1所述的六足機器人操縱系統採用VisualC++6.0為基礎開發的。
3.利用所述的六足機器人操縱系統對機器人進行操縱的方法，包括以下步驟: 步驟1:運行電機使能控制模塊，使電機處於工作狀態； 步驟2:運行位置重置模塊，在局部坐標系下分別設置機器人腿部的初始位置，使機器人做回零運動； 設置六條腿ChOOSe_CS_l/2/3/4/5/6在局部坐標系下的機器人單腿初始位置，包括:x位置Ed_xPos的設定、局部坐標系下y位置Ed_yPos的設定和z位置Ed_zPos的設定；步驟3:根據機器人的實際情況，運行系統參數設置模塊，設置系統參數；包括: 輸入LegLength_l/2/3，即基節長度、大腿長度和小腿長度； 輸入CSRot_l/2/3/4/5/6，即局部坐標系旋轉角度； 輸入Edpt_Bia_X/Y/Z，即平臺偏移距離參數； 輸入Scafac_l/2/3，即跟、髖、膝關節比例因子參數； 輸入Refhgh，即平臺參考面高度參數； 輸入Hordist,即基節距足端橫向距離參數； 輸入Swhgh，即足端擺動高度參數； 輸入Zprehgh,即足端預抬高度參數； 輸入反射參數，包括: 輸入Edref_Depth,即反射下探深度參數； 輸入Edref_Fwdis,即反射前探距離參數； 輸入Edref_Fwhgh,即反射前探高度參數； 輸入Edref_Backdis,即反射後撤距離參數； 輸入Edref_Reswhgh,即反射再擺高度參數； 步驟4:根據實際的環境和機器人所要完成的任務，選擇選用足式模式運動或輪式模式運動，當環境適合使用輪式控制模塊時，運行輪式控制模塊，設定輪式模式的加/減速時間ED_Time、行進速度ED_Speed、轉彎內徑ED_Inner_Diameter及原地轉彎角速度ED_Anspeed，調用相應的輪式前進子模塊、輪式後退子模塊、輪式左轉子模塊、輪式右轉子模塊、輪式原地左轉子模塊、輪式原地右轉子模塊，實現機器人輪式模式下的前進、後退、左轉、右轉、原地左轉及原地右轉； 步驟5:當環境不適合使用輪式控制模塊時，啟用足式模式，進行以下操作: 步驟5.1:運行姿態控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在位姿控制模塊中的Bt_Ctrchange子模塊中選擇姿態控制或位置控制，設定運動時間TM及運動距離或者設定運動時間TM及運動角度，調用平臺前移/前傾子模塊、平臺後移/後傾子模塊、平臺左移/左傾子模塊、平臺右移/右傾子模塊、平臺上移子模塊、平臺下移子模塊，實現位置控制模式下的前後移動、左右移動及上下移動或者實現姿態控制模式下的前後傾斜、左右傾斜及左右旋轉功能； 步驟5.2:運行單腿控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據；如果選用操縱杆端單腿控制子模塊，調用操縱杆控制模塊，通過操縱杆控制實現機器人的單腿控制，從而實現機器人避障或試探動作； 如果選用計算機端單腿控制模塊，在單腿控制選擇子模塊中，選擇需要進行控制的單腿，然後選擇關節選擇子模塊，選擇單腿上需要進行控制的關節；設定單腿運動時間ED_MoνΤΑ、單腿曲線運動時間ED_MovTS、單腿運動速度ED_MovF及單腿運動增量距離ED_MovINC ;調用單關節運動速度子模塊，實現對單腿上的關節運動速度進行控制；調用單關節正轉子模塊和單關節反轉子模塊，實現關節的正轉和反轉；調用BT_Glblocctr子模塊，實現全局或局部坐標系的切換；然後設置: BT_XFff子模塊，實現全局和局部坐標系下前進方向運動距離的限定； BT_YFW子模塊，實現全局和局部坐標系下側向方向運動距離的限定； BT_ZFff子模塊，實現全局和局部坐標系下垂向方向運動距離的限定； 如果在計算機端單腿控制模式下對單腿進行控制，若某條腿動作執行出現故障，調用操縱杆端單腿控制子模塊對執行出現故障的腿進行輔助控制； 步驟5.3:根據實際的運動場地環境和機器人要完成的任務，運行站立收起控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在站立收起控制模塊中，設定運動時間ED_ΜονΤΑ、運動曲線時間ED_MovTS、運動速度ED_MovF，設置XY面運動起始點及Z向增量值ED_StandINC,實現機器人整機的站立運動；設置至運動規划起始點及Z位置ED_StartZ,實現回歸初始位置運動；設置運動到指定高度Z位置，實現足端在垂直方向運動到指定高度位置； 設定局部坐標系下X方向目標位置ED_Pkupx、局部坐標系下y方向目標位置ED_Pkupy、局部坐標系下z方向目標位置ED_Pkupz，實現機器人的收起運動； 步驟5.4:根據實際的運動場地環境和機器人要完成的任務，運行步態控制模塊，系統首先讀取系統參數設置中的數據，然後在步態控制模塊中，設定步態運動時間Ed_MovTM、前進方向運動向量Ed_Xdirct、側向運動距離Ed_Ydirct和旋轉角度Ed_Rotdegr ;根據實際的運動環境調用二步態運動子模塊Bt_2GaitMov、三步態運動子模塊Bt_3GaitMov、六步態運動子模塊Bt_6GaitMov、旋轉模式運動子模塊Bt_RotGaitCtr及停止運動子模塊Bt_Stop,實現機器人的二步態運動、三步態運動、六步態運動、旋轉運動以及實現機器人的運動停止；如果在步態控制模式中，當機器人自主行走時，某條腿遇到障礙物或踏入溝壑中，調用操縱杆端單腿控制子模塊對機器人單腿進行操控，控制機器人進行避障或避溝；當某條腿動作執行出現故障，調用操縱杆端單腿控制子模塊對執行出現故障的腿進行輔助控制；步驟6:機器人在各種模式下運動及停止後，運行停止模塊，實現機器人正常停止。
【文檔編號】G05D1/02GK104331075SQ201410508642
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月28日 優先權日:2014年9月28日
【發明者】劉振, 於海濤, 劉宇飛, 高海波, 鄧宗全, 丁亮, 李楠 申請人:哈爾濱工業大學