CN110027643B - 多足机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多足机器人及其控制方法。该多足机器人包括三个以上行足组，能够沿第一方向成一排排列，三个以上行足组包括中间足组及至少两个边缘足组，其中，中间足组包括至少一个肢体，各边缘足组包括至少两个肢体，各边缘足组中的至少两个肢体在中间足组的两侧间隔分布；以及连接部件，为至少在第一方向和第二方向上具有空间转动自由度的轴系组件，以使各肢体至少两个方向上具有可转动自由度；其中，肢体具有连接端和自由端，各肢体通过连接端相互连接，多足机器人在行走状态下，三个以上行足组中的至少两个行足组中的所有肢体的自由端一并着地，且着地自由端沿竖直方向正投影呈多边形图案。本发明的多足机器人结构简单，平衡性优越。

Description

多足机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种多足机器人及其控制方法。

背景技术

对于步行机器人的研究由来已久。有些机器人利用仿生原理，如模拟人的两足、动物的四足、昆虫的多足结构。也有一些按照机械物理平衡原理而设计。目前已经出现了各种各样的步行机器人，其中一些步行机器人的研究已经取得了很好的演示效果。

但是，现有的步行机器人，或由于机械机构复杂，控制难度大，可靠性低，而难以实用推广；或由于结构简单，平衡性差，路面适应能力有限，而只能用于演示娱乐。结果就是，步行机器人目前还没有广泛进入各种实用领域。

而已经比较广泛使用的移动机器人，还是以轨道式、轮式或履带式为主，难以像人或动物一样能够适应各种地形行走，因此，在具体使用中总是存在着局限性，无法完全替代人工。

发明内容

本发明实施例提供一种多足机器人及其控制方法，结构简单，平衡性较佳，能够适应多种地形行走，适于在多种实用领域广泛应用。

一方面，本发明实施例提出了一种多足机器人，包括：三个以上行足组，能够沿第一方向成一排排列，三个以上行足组包括中间足组及至少两个边缘足组，其中，中间足组包括至少一个肢体，各边缘足组包括至少两个肢体，各边缘足组中的至少两个肢体在中间足组的两侧间隔分布；以及连接部件，为至少在第一方向和第二方向上具有空间转动自由度的轴系组件，以使各肢体至少两个方向上具有可转动自由度；其中，肢体具有连接端和自由端，各肢体通过连接端相互连接，多足机器人在行走状态下，三个以上行足组中的至少两个行足组中的所有肢体的自由端一并着地，且着地的自由端沿竖直方向的正投影呈多边形图案。

根据本发明实施例的一个方面，连接部件包括固定梁、第一枢接部件和第二枢接部件，第一枢接部件和第二枢接部件的转轴相交叉；每个肢体均通过第一枢接部件和第二枢接部件连接至固定梁。

根据本发明实施例的一个方面，第一枢接部件包括连接架及转轴，肢体的连接端通过该转轴连接至连接架；连接架连接至第二枢接部件的转轴。

根据本发明实施例的一个方面，连接部件包括固定梁、第一枢接部件和第二枢接部件，第一枢接部件和第二枢接部件的转轴相交叉；一个肢体通过第一枢接部件连接至一个固定梁，相邻两个固定梁通过第二枢接部件相互可转动连接。

根据本发明实施例的一个方面，第一枢接部件包括连接架及转轴，肢体的连接端通过该转轴连接至连接架；连接架连接至固定梁。

根据本发明实施例的一个方面，肢体上设置有抬腿驱动元件，第一枢接部件的转轴与抬腿驱动元件连接，抬腿驱动元件用于带动肢体在连接架上摆动；或者，第一枢接部件的连接架上设置有抬腿驱动元件，抬腿驱动元件的一端连接至连接架，抬腿驱动元件的另一端连接至肢体，抬腿驱动元件用于带动肢体在连接架上摆动。

根据本发明实施例的一个方面，肢体包括第一支腿和第二支腿；第一支腿的一端通过第一枢接部件的转轴连接至连接架；第二支腿通过第三枢接部连接至第一支腿的另一端。

根据本发明实施例的一个方面，第三枢接部包括连接架及转轴，该连接架通过该转轴连接至第一支腿的另一端；第二支腿连接至第三枢接部的连接架。

根据本发明实施例的一个方面，第一支腿上设置有弯腿驱动元件，第三枢接部的转轴与弯腿驱动元件连接，弯腿驱动元件用于带动第二支腿相对于第一支腿开合。

根据本发明实施例的一个方面，肢体包括第一支腿和第二支腿；第一支腿的一端通过第一枢接部件的转轴连接至连接架；第二支腿通过伸缩部连接至第一支腿的另一端，第二支腿能够沿第一支腿的延伸方向伸缩。

根据本发明实施例的一个方面，伸缩部包括相互匹配的导轨及滑块；导轨沿第一支腿的延伸方向设置于第一支腿，滑块设置于第二支腿，或者，导轨沿第二支腿的延伸方向设置于第二支腿，滑块设置于第一支腿；滑块与导轨能够相互滑动以使得第二支腿相对于第一支腿伸缩。

根据本发明实施例的一个方面，各边缘足组中，在中间足组两侧间隔分布的肢体，相对于中间足组对称排列。

另一方面，本发明实施例提出了一种基于前述的多足机器人的控制方法，连接部件上具有感应装置及控制装置；三个以上行足组具有行走准备状态、第一行走分步状态、第二行走分步状态及第三行走分步状态；在行走准备状态下，三个以上行足组中的至少两个行足组中的所有肢体的自由端一并着地，且其中两个着地的行足组的所有肢体的自由端沿竖直方向的正投影呈第一多边形图案，多足机器人的重心位于该第一多边形图案内，以实现多足机器人站立；在第一行走分步状态下，控制装置控制三个以上行足组中其余的行足组的所有肢体抬起并向连接部件的第一侧移动；在第二行走分步状态下，感应装置感应连接部件第一侧的地形并将地形信号传输至控制装置，控制装置控制抬起的肢体着地，向连接部件第一侧移动的所有肢体的自由端与形成第一多边形图案的行足组中的至少一个行足组的所有肢体的自由端沿竖直方向的正投影呈第二多边形图案；在第三行走分步状态下，控制装置控制多足机器人的重心移动到至第二多边形图案内，实现多足机器人向连接部件的第一侧移动；三个以上行足组重复第一行走分步状态、第二行走分步状态、第三行走分步状态，着地的肢体的自由端连续形成多边形图案，实现多足机器人向连接部件的第一侧连续空间移动。

本发明实施例提供的多足机器人包括三个以上行足组通过连接部件相互连接排成一排，结构简单，并且在行走过程中，平衡性优越，可靠性高，控制方便，能够稳定地站立及行走，能够适应多种地形，能够替代人工而适用于多种实用领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例的多足机器人在某一状态的结构示意图。

图2是本发明实施例的多足机器人在另一状态的结构示意图。

图3是本发明实施例的多足机器人的肢体的局部剖视结构示意图。

图4是本发明另一实施例的多足机器人的肢体的局部剖视结构示意图。

图5是本发明实施例的多足机器人的行足组分布示意图。

图6a至图6e是本发明实施例的多足机器人的行走步态示意图。

图7是本发明实施例的多足机器人在凹凸不平的地面行走的某一步态示意图。

图8a至图8j是本发明实施例的多足机器人爬升台阶的行走步态示意图。

图9a至图9h是本发明实施例的多足机器人小步挪动的行走步态示意图。

图10a至图10f是本发明实施例的多足机器人的原地转向步态示意图。

图11a至图11e是本发明实施例的多足机器人的行走中转向步态示意图。

附图中：

11-边缘足组，12-中间足组；

21-连接部件，22-固定梁，23-第一枢接部件，24-第二枢接部件；25-动力元件，26-减速器，27-连轴器；

31-连接架，32-转轴，33-肢体，34-连接端，35-自由端，36-第一支腿，37-第二支腿，38-缓冲部；

41-抬腿驱动元件，42-弯腿驱动元件；

51-第三枢接部；

61-导轨，62-滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“内”、“外”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参见图1和图2，本发明实施例的多足机器人，包括三个以上行足组以及连接部件21；三个以上行足组能够沿第一方向成一排排列，三个以上行足组包括中间足组12及至少两个边缘足组11，其中，中间足组12包括至少一个肢体33，各边缘足组11包括至少两个肢体33，各边缘足组11中的至少两个肢体33在中间足组12的两侧间隔分布；连接部件21为至少在第一方向和第二方向上具有空间转动自由度的轴系组件，以使各肢体33至少两个方向上具有可转动自由度；其中，肢体33具有连接端34和自由端35，各肢体33通过连接端34相互连接，多足机器人在行走状态下，三个以上行足组中的至少两个行足组中的所有肢体33的自由端35一并着地，且着地的自由端35沿竖直方向的正投影呈多边形图案。本实施例的三个以上行足组能够沿第一方向成一排排列，中间足组12分布在两个边缘足组11之间，三个以上行足组共包括至少五个肢体33；连接部件21至少在第一方向和第二方向上具有空间转动自由度，使得行足组至少在第一方向和第二方向上具有空间转动自由度，从而实现行足组空间位置的变换，其中，第一方向和第二方向可为水平方向和竖直方向；全部肢体33的连接端34相互连接，可均连接在连接部件21上，行走状态下，部分或全部肢体33的自由端35着地，且着地的自由端35沿竖直方向的正投影呈多边形图案，多足机器人的重心位于该多边形图案内，多足机器人能够稳定地行走、转向，也能够稳定地站立，平衡性优越，可靠性高，行走时能够适应多种地形，如凹凸不平、上坡及下坡等地形，能够替代人工而适用于多种实用领域，且结构简单，便于控制。

作为一个可选实施例，连接部件21包括固定梁22、第一枢接部件23和第二枢接部件24，第一枢接部件23和第二枢接部件24的转轴32相交叉；每个肢体33均通过第一枢接部件23和第二枢接部件24连接至固定梁22。本实施例的肢体33通过第一枢接部件23和第二枢接部件24连接至固定梁22，在第一枢接部件23和第二枢接部件24的作用下，肢体33相对于固定梁22在两个方向上具有空间转动自由度，能够实现空间位置的变换，从而多足机器人整机动作灵活，容易保持平衡，行走稳定。

本实施例的第一枢接部件23包括连接架31及转轴32，肢体33的连接端34通过该转轴32连接至连接架31；连接架31连接至第二枢接部件24的转轴32。本实施例的第一枢接部件23的连接架31连接至第二枢接部件24的转轴32，第二枢接部件24连接至固定梁22，连接架31转动连接至固定梁22，连接架31能够相对于固定梁22转动，而肢体33连接至连接架31，肢体33能够相对于固定梁22转动，肢体33具备一个方向上的空间转动自由度；肢体33通过转轴32连接至连接架31，肢体33能够相对于连接架31转动，肢体33又具备一个方向上的空间转动自由度，从而，肢体33相对于固定梁22在两个方向上具有空间转动自由度，肢体33可位于多种空间位置，可具备多种姿态，多足机器人整机能够轻易地保持平衡，且能够稳定地行走、转向及站立，地形适应能力强。其中，第二枢接部件24包括动力元件25，动力元件25固定连接在固定梁22上，连接架31与动力元件25的输出轴连接；可选择地，第二枢接部件24还包括减速器26、连轴器27，减速器26固定连接在固定梁22上，动力元件25通过减速器26固定连接在固定梁22上，减速器26与动力元件25的输出轴连接，减速器26的输出轴垂直于固定梁22的延伸方向，连轴器27穿过固定梁22，连接架31通过连轴器27与减速器26的输出轴连接；可选地，连轴器27采用法兰连轴器27；连接架31采用U型架，转轴32穿设于U型架的两侧壁。

作为一个可选实施例，连接部件21包括固定梁22、第一枢接部件23和第二枢接部件24，第一枢接部件23和第二枢接部件24的转轴32相交叉；一个肢体33通过第一枢接部件23连接至一个固定梁22，相邻两个固定梁22通过第二枢接部件24相互可转动连接。本实施例的一个肢体33通过第一枢接部件23连接至一个固定梁22，肢体33相对于固定梁22具有一个方向的空间转动自由度，而相邻两个固定梁22通过第二枢接部件24相互可转动连接，肢体33随固定梁22转动而具有另一个方向的空间转动自由度，从而，肢体33在两个方向上具有空间转动自由度，能够实现空间位置的变换，整机动作灵活，容易保持平衡，行走稳定，工作可靠。

本实施例的第一枢接部件23包括连接架31及转轴32，肢体33的连接端34通过该转轴32连接至连接架31；连接架31连接至固定梁22。本实施例的相邻两个固定梁22通过第二枢接部件24相互可转动连接，第一枢接部件23的连接架31连接至固定梁22，肢体33连接至连接架31，肢体33能够相对于与其所在的固定梁22相邻的固定梁22而转动，肢体33具备一个方向上的空间转动自由度；肢体33通过转轴32连接至连接架31，肢体33能够相对于连接架31转动，肢体33又具备一个方向上的空间转动自由度，从而，肢体33在两个方向上具有空间转动自由度，肢体33可位于多种空间位置，可具备多种姿态，多足机器人整机能够平衡性优越，能够稳定地行走、转向及站立，地形适应能力强。其中，第二枢接部件24包括动力元件25，动力元件25固定连接在一个固定梁22上，与该固定梁22相邻的固定梁22可转动连接至动力元件25，例如，相邻的两个固定梁22，其中一个固定连接至动力元件25的壳体，其中另一个可转动连接至动力元件25的转轴32；第一枢接部件23的连接架31通过法兰盘或直接固定连接至固定梁22。

作为一个可选实施例，肢体33上设置有抬腿驱动元件41，第一枢接部件23的转轴32与抬腿驱动元件41连接，抬腿驱动元件41用于带动肢体33在连接架31上摆动。本实施例的转轴32与连接架31固定连接，肢体33与转轴32活动连接，肢体33能够在转轴32上转动，抬腿驱动元件41设置在肢体33上，抬腿驱动元件41的输出轴与转轴32可选为相互平行设置，抬腿驱动元件41的输出轴通过传动带与转轴32连接，抬腿驱动元件41带动肢体33在转轴32上转动，从而带动肢体33相对于连接架31转动，实现肢体33向固定梁22的前后两侧摆动，即实现抬腿动作，结构简单，抬腿动作可靠，且便于控制。

作为一个可选实施例，第一枢接部件23的连接架31上设置有抬腿驱动元件41，抬腿驱动元件41的一端连接至连接架31，抬腿驱动元件41的另一端连接至肢体33，抬腿驱动元件41用于带动肢体33在连接架31上摆动。本实施例的肢体33通过转轴32连接至连接架31，肢体33能够在连接架31上转动，抬腿驱动元件41连接在连接架31与肢体33之间以带动肢体33在连接架31上转动，实现肢体33向固定梁22的前后两侧摆动，即实现抬腿动作，结构简单，抬腿动作可靠，工作稳定。

结合图3，作为一个可选实施例，本实施例的肢体33包括第一支腿36和第二支腿37；第一支腿36的一端通过第一枢接部件23的转轴32连接至连接架31；第二支腿37通过第三枢接部51连接至第一支腿36的另一端。本实施例的第一支腿36通过第一枢接部件23的转轴32连接至连接架31，第二支腿37与第一支腿36连接，第一支腿36和第二支腿37具备两个方向的空间转动自由度，一是能够在第一枢接部件23的连接架31上转动而实现抬腿动作，二是能够相对于固定梁22或相邻的固定梁22转动而实现转向动作；第二支腿37通过第三枢接部51与第一支腿36连接，第二支腿37能够相对于第一支腿36转动，第二支腿37与第一支腿36能够相对开合，从而实现弯腿动作；整体上，肢体33具备三个空间转动自由度，能够覆盖空间内的任意位置，使得多足机器人整机能够适应多种地形行走、转向及站立，工作稳定，灵活性高，结构简单。

本实施例的第三枢接部51包括连接架31及转轴32，该连接架31通过该转轴32连接至第一支腿36的另一端；第二支腿37连接至第三枢接部51的连接架31。本实施例的第二支腿37连接至第三枢接部51的连接架31，连接架31通过转轴32连接至第一支腿36，实现第二支腿37与第一支腿36的转动连接，第二支腿37与第一支腿36能够相对开合，结合肢体33整体的转向及抬腿动作，肢体33可具备多种姿态，肢体33自由端35落点位置的变换更加方便，多足机器人整机平衡性优越，能够稳定地行走、转向及站立，地形适应能力强。

本实施例的第一支腿36上设置有弯腿驱动元件42，第三枢接部51的转轴32与弯腿驱动元件42连接，弯腿驱动元件42用于带动第二支腿37相对于第一支腿36开合。本实施例的弯腿驱动元件42设置在第一支腿36上，其输出轴与第三枢接部51的转轴32可选为相互平行设置，第二支腿37与第三枢接部51的连接架31固定连接，连接架31与转轴32固定连接，第二支腿37与转轴32固定连接，转轴32又与第一支腿36可转动连接，弯腿驱动元件42的输出轴通过传动带与转轴32连接，弯腿驱动元件42带动转轴32转动，从而带动第二支腿37相对于第一支腿36转动，第二支腿37与第一支腿36能够相对开合，从而实现弯腿动作，结构简单，控制方便。

结合图4，作为一个可选实施例，肢体33包括第一支腿36和第二支腿37；第一支腿36的一端通过第一枢接部件23的转轴32连接至连接架31；第二支腿37通过伸缩部连接至第一支腿36的另一端，第二支腿37能够沿第一支腿36的延伸方向伸缩。本实施例的第一支腿36通过第一枢接部件23的转轴32连接至连接架31，第二支腿37与第一支腿36连接，第一支腿36和第二支腿37具备两个方向的空间转动自由度，一是能够在第一枢接部件23的连接架31上转动而实现抬腿动作，二是能够相对于固定梁22或相邻的固定梁22转动而实现转向动作；第二支腿37通过伸缩部与第一支腿36连接，第二支腿37能够相对于第一支腿36伸缩；整体上，肢体33具备两个空间转动自由度和一个伸缩自由度，能够覆盖空间内的任意位置，使得多足机器人整机结构简单，能够适应多种地形行走、转向及站立。

本实施例的伸缩部包括相互匹配的导轨61及滑块62；导轨61沿第一支腿36的延伸方向设置于第一支腿36，滑块62设置于第二支腿37，或者，导轨61沿第二支腿37的延伸方向设置于第二支腿37，滑块62设置于第一支腿36；滑块62与导轨61能够相互滑动以使得第二支腿37相对于第一支腿36伸缩。本实施例的导轨61与滑块62相互配合，能够相对滑动，从而使第二支腿37与第一支腿36发生相对滑动；除了采用滑块62与导轨61配合的结构形式，还可采用液压缸结构实现伸缩，可选地，第一支腿36与第二支腿37构成液压缸的结构形式，如第一支腿36采用缸体结构、第二支腿37采用推杆结构，传动稳定，控制方便，利于多足机器人整机保持平衡及稳定地进行行走、转向动作。

本实施例的各边缘足组11中，在中间足组12两侧间隔分布的肢体33，相对于中间足组12对称排列。本实施例的中间足组12两侧的肢体33，以中间足组12为对称中心而对称设置，使得多足机器人整机在结构上具备保持平衡的基础，利于多足机器人稳定地实现各个动作，工作更加可靠。

本实施例的肢体33的自由端35设置有缓冲部38。本实施例的缓冲部38设置在肢体33的自由端35，具体设置在第二支腿37的未与第一支腿36连接的一端，起缓冲作用，减轻冲击，使得肢体33的落地更加平稳，同时，缓冲部38还具有保护肢体33的作用，能够减轻肢体33的磨损，延长肢体33的使用寿命，此外，缓冲部38还具有增加抓地力的作用，使得肢体33的着地更加可靠，整体上，缓冲部38的设置使得多足机器人整机的工作更加稳定、可靠；可选地，缓冲部38采用橡胶等柔性材质，表面可设置能够增加摩擦力的结构，如凸起等。

以下，提供一种基于上述实施例的多足机器人的行走控制方法，连接部件21上具有感应装置及控制装置；三个以上行足组具有行走准备状态、第一行走分步状态、第二行走分步状态及第三行走分步状态；

在行走准备状态下，三个以上行足组中的至少两个行足组中的所有肢体33的自由端35一并着地，且其中两个着地的行足组的所有肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈第一多边形图案，多足机器人的重心位于该第一多边形图案内，以实现多足机器人站立；

在第一行走分步状态下，控制装置控制三个以上行足组中其余的行足组的所有肢体33抬起并向连接部件21的第一侧移动，在第二行走分步状态下，感应装置感应连接部件21第一侧的地形并将地形信号传输至控制装置，控制装置控制抬起的肢体33着地，向连接部件21第一侧移动的所有肢体33的自由端35与形成所述第一多边形图案的行足组中的至少一个行足组的所有肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈第二多边形图案，在第三行走分步状态下，控制装置控制多足机器人的重心移动到至第二多边形图案内，实现多足机器人向连接部件21的第一侧移动；

三个以上行足组重复第一行走分步状态、第二行走分步状态、第三行走分步状态，着地的肢体33的自由端35连续形成多边形图案，实现多足机器人向连接部件21的第一侧连续空间移动。

请一并参阅图5及图6a至图6e，下面以具备五个肢体33为例对多足机器人的控制方法进行详细说明，其中多足机器人包括两个边缘足组a、b，各边缘足组均具备两个肢体33，中间足组c具备一个肢体33。多足机器人的行走控制方法为：

在行走准备状态下，两个边缘足组a、b的所有肢体33的自由端35一并着地，着地的四个肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈四边形图案，多足机器人的重心位于该四边形图案内，以实现多足机器人站立；

在行走分步状态下，控制装置控制中间足组c的肢体33抬起并向连接部件21的前侧或后侧移动，感应装置感应连接部件21该侧的地形并将地形信号传输至控制装置，控制装置控制中间足组c的肢体33着地，中间足组c的肢体33的自由端35与边缘足组a的两个肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈三角形图案，控制装置控制多足机器人的重心移动至该三角形图案内，实现多足机器人向连接部件21的前侧或后侧移动；

依次类推，着地的肢体33的自由端连续形成多边形图案，多足机器人可实现空间连续移动，能够在凹凸不平的地面行走(结合图7)，包括爬升台阶(结合图8a至图8j)，需要说明的是，爬升台阶时，在控制多足机器人重心移动的同时，还应根据相邻台阶的高度差而注意调整多足机器人重心的高度，多足机器人重心的高度不宜过高，从而保证爬升过程稳定；能够根据地形而适应性地选择行走步幅，包括小步挪动(结合图9a至图9h)，如单步前进的目标距离为肢体33最大长度的1/12，小步挪动过程中，中间足组c的自由端35前移，边缘足组a的自由端35后退，边缘足组b的自由端35前移，使得连续前进更加稳定，尤其适用于在复杂多变的地形行走。

以下，提供一种基于上述实施例的多足机器人的转向控制方法，连接部件21上具有感应装置及控制装置；三个以上行足组具有转向准备状态、第一转向分步状态、第二转向分步状态及第三转向分步状态；

在转向准备状态下，三个以上行足组中的至少两个边缘足组11中的所有肢体33的自由端35一并着地，且着地的边缘足组11的所有肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈第一多边形图案，多足机器人的重心位于该第一多边形图案内，以实现多足机器人站立；

在第一转向分步状态下，控制装置控制着地的边缘足组11的肢体33调整姿态，以带动连接部件21相对于第一方向偏转；

在第二转向分步状态下，控制装置控制中间足组12的所有肢体33抬起并向连接部件21的第一侧移动，感应装置感应连接部件21第一侧的地形并将地形信号传输至控制装置，控制装置控制抬起的中间足组12的所有肢体33着地，着地后中间足组12的所有肢体33的自由端35与其中一个着地的边缘足组11的所有肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈第二多边形图案；

在第三转向分步状态下，控制装置控制着地的中间足组12和边缘足组11的肢体33调整姿态，以使得多足机器人的重心位于第二多边形图案内，实现多足机器人转向。

请一并参阅图10a至图10f，下面以具备五个肢体33为例对多足机器人的控制方法进行详细说明，其中多足机器人包括两个边缘足组a、b，各边缘足组均具备两个肢体33，中间足组c具备一个肢体33。多足机器人的转向控制方法为：

在转向准备状态下，两个边缘足组a、b的所有肢体33的自由端35一并着地，着地的四个肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈四边形图案，多足机器人的重心位于该四边形图案内，以实现多足机器人站立；

在第一转向分步状态下，控制装置控制着地的边缘足组a、b的肢体33调整姿态，以带动连接部件21在水平面内偏转；

在第二转向分步状态下，控制装置控制中间足组c的肢体33抬起并向连接部件21的前侧或后侧移动，感应装置感应连接部件21该侧的地形并将地形信号传输至控制装置，控制装置控制抬起的中间足组c的肢体33着地，着地后中间足组c的一个肢体33的自由端35与边缘足组b的两个肢体33的自由端35沿竖直方向的正投影呈三角形图案；

在第三转向分步状态下，控制装置控制着地的中间足组c和边缘足组b的肢体33调整姿态，以使得多足机器人的重心位于三角形图案内，实现多足机器人转向；

根据实际需求，三个行足组的肢体33的姿态调整状况不同，对应图10a至图10f调整，可实现原地转向，转向后肢体33的姿态恢复到转向前，对应图11a至图11e调整，可实现行走中转向，转向后肢体33的姿态不必恢复到转向前，多足机器人继续行走。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种多足机器人，其特征在于，包括：

三个以上行足组，能够沿第一方向成一排排列，三个以上所述行足组包括中间足组及至少两个边缘足组，其中，所述中间足组包括至少一个肢体，各所述边缘足组包括至少两个肢体，各所述边缘足组中的至少两个肢体在所述中间足组的两侧间隔分布；以及

连接部件，为至少在所述第一方向和第二方向上具有空间转动自由度的轴系组件，以使各所述肢体至少两个方向上具有可转动自由度；

其中，所述肢体具有连接端和自由端，各所述肢体通过所述连接端相互连接，所述多足机器人在行走状态下，三个以上行足组中的至少两个行足组中的所有所述肢体的自由端一并着地，且着地的所述自由端沿竖直方向的正投影呈多边形图案。

2.根据权利要求1所述的多足机器人，其特征在于，所述连接部件包括固定梁、第一枢接部件和第二枢接部件，所述第一枢接部件和所述第二枢接部件的转轴相交叉；

每个所述肢体均通过所述第一枢接部件和所述第二枢接部件连接至所述固定梁。

3.根据权利要求2所述的多足机器人，其特征在于，所述第一枢接部件包括连接架及转轴，所述肢体的连接端通过所述转轴连接至所述连接架；

所述连接架连接至所述第二枢接部件的转轴。

4.根据权利要求1所述的多足机器人，其特征在于，所述连接部件包括固定梁、第一枢接部件和第二枢接部件，所述第一枢接部件和所述第二枢接部件的转轴相交叉；

一个所述肢体通过所述第一枢接部件连接至一个所述固定梁，相邻两个所述固定梁通过所述第二枢接部件相互可转动连接。

5.根据权利要求4所述的多足机器人，其特征在于，所述第一枢接部件包括连接架及转轴，所述肢体的连接端通过所述转轴连接至所述连接架；

所述连接架连接至所述固定梁。

6.根据权利要求3或5所述的多足机器人，其特征在于，所述肢体上设置有抬腿驱动元件，所述第一枢接部件的转轴与所述抬腿驱动元件连接，所述抬腿驱动元件用于带动所述肢体在所述连接架上摆动；

或者，所述第一枢接部件的连接架上设置有抬腿驱动元件，所述抬腿驱动元件的一端连接至所述连接架，所述抬腿驱动元件的另一端连接至所述肢体，所述抬腿驱动元件用于带动所述肢体在所述连接架上摆动。

7.根据权利要求3或5所述的多足机器人，其特征在于，所述肢体包括第一支腿和第二支腿；

所述第一支腿的一端通过所述第一枢接部件的转轴连接至连接架；

所述第二支腿通过第三枢接部连接至所述第一支腿的另一端。

8.根据权利要求7所述的多足机器人，其特征在于，所述第三枢接部包括连接架及转轴，该连接架通过该转轴连接至所述第一支腿的另一端；

所述第二支腿连接至所述第三枢接部的连接架。

9.根据权利要求8所述的多足机器人，其特征在于，所述第一支腿上设置有弯腿驱动元件，所述第三枢接部的转轴与所述弯腿驱动元件连接，所述弯腿驱动元件用于带动所述第二支腿相对于所述第一支腿开合。

10.根据权利要求3或5所述的多足机器人，其特征在于，所述肢体包括第一支腿和第二支腿；

所述第一支腿的一端通过所述第一枢接部件的转轴连接至连接架；

所述第二支腿通过伸缩部连接至所述第一支腿的另一端，所述第二支腿能够沿所述第一支腿的延伸方向伸缩。

11.根据权利要求10所述的多足机器人，其特征在于，所述伸缩部包括相互匹配的导轨及滑块；

所述导轨沿所述第一支腿的延伸方向设置于所述第一支腿，所述滑块设置于所述第二支腿，或者，所述导轨沿所述第二支腿的延伸方向设置于所述第二支腿，所述滑块设置于所述第一支腿；

所述滑块与所述导轨能够相互滑动以使得所述第二支腿相对于所述第一支腿伸缩。

12.根据权利要求1所述的多足机器人，其特征在于，各所述边缘足组中，在所述中间足组两侧间隔分布的所述肢体，相对于所述中间足组对称排列。

13.一种基于权利要求1至12任一项所述的多足机器人的控制方法，其特征在于，所述连接部件上具有感应装置及控制装置；三个以上所述行足组具有行走准备状态、第一行走分步状态、第二行走分步状态及第三行走分步状态；

在行走准备状态下，三个以上所述行足组中的至少两个行足组中的所有肢体的自由端一并着地，且其中两个着地的行足组的所有肢体的自由端沿竖直方向的正投影呈第一多边形图案，所述多足机器人的重心位于该第一多边形图案内，以实现所述多足机器人站立；

在第一行走分步状态下，所述控制装置控制三个以上所述行足组中其余的行足组的所有肢体抬起并向所述连接部件的第一侧移动；

在第二行走分步状态下，所述感应装置感应所述连接部件第一侧的地形并将地形信号传输至所述控制装置，所述控制装置控制抬起的肢体着地，向所述连接部件第一侧移动的所有肢体的自由端与形成所述第一多边形图案的行足组中的至少一个行足组的所有肢体的自由端沿竖直方向的正投影呈第二多边形图案；

在第三行走分步状态下，所述控制装置控制所述多足机器人的重心移动到至所述第二多边形图案内，实现所述多足机器人向所述连接部件的第一侧移动；

三个以上所述行足组重复第一行走分步状态、第二行走分步状态、第三行走分步状态，着地的肢体的自由端连续形成多边形图案，实现所述多足机器人向所述连接部件的第一侧连续空间移动。

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