本发明属于地面高机动行走，涉及一种足履式行走机构触障角度和反作用力检测系统及方法。
背景技术：
1、足履式行走机构具备扁长外形特征和电机驱动下的绕自身轴线翻转运动能力，面对地面凸起障碍具有越障优势，为了实现足履机构越障过程中的精准动作控制，需实时获取足履机构触障姿态以及与障碍物间的作用力特性参数。
2、完全依赖电机参数反馈难以获得最直接和有效的数据，基于外力作用下塑性材料弹性形变特点，采用基于合适部位应变测量以及数值解算的方法，可有效感知足履式行走机构越障过程状态参数。
技术实现思路
1、本发明的技术方案用于解决如何计算足履式行走机构触障角度和反作用力的问题。
2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
3、一种足履式行走机构触障角度和反作用力检测系统，包括：第一拉杆螺柱(13)、第二拉杆螺柱(14)、1#工作应变片、1#环境补偿片、2#工作应变片、2#环境补偿片、3#工作应变片、4#工作应变片、应变仪；
4、第一拉杆螺柱(13)和第二拉杆螺柱(14)分别对称设置在张紧推杆(11)的正上方和正下方，并分别与张紧推杆(11)保持平行；第一拉杆螺柱(13)和第二拉杆螺柱(14)的两端均分别与张紧固定座(10)以及翼轮(12)固定连接；
5、第一拉杆螺柱(13)的柱体的上、下表面对称铣削有平台，第一拉杆螺柱(13)的柱体的前、后表面对称铣削有平台，第二拉杆螺柱(14)的柱体的上、下表面对称铣削有平台；1#和2#工作应变片分别铺贴在第一拉杆螺柱(13)的柱体的上、下表面铣削的平台上，3#和4#工作应变片分别铺贴在第二拉杆螺柱(14)的柱体的上、下表面铣削的平台上，1#和2#环境补偿片分别铺贴在第一拉杆螺柱(13)的柱体的前、后表面铣削的平台上；
6、1#工作应变片、1#环境补偿片、2#工作应变片、2#环境补偿片首尾依次连接成第一对臂全桥电路，第一对臂全桥电路的输入端连接应变仪第一通道的输入端，第一对臂全桥电路的输出端连接应变仪第一通道的输出端口；3#工作应变片、4#工作应变片、第一应变仪内电阻、第二应变仪内电阻首尾依次连接成第二对臂全桥电路，第二对臂全桥电路的输入端连接应变仪第二通道的输入端，第二对臂全桥电路的输出端连接应变仪第二通道的输出端口。
7、一种采用上述足履式行走机构触障角度和反作用力检测系统的检测方法，履式行走机构触障时，拉杆螺柱承受轴向力分量fa以及弯曲横力fs，即：
8、fs＝f·cosθ,fa＝f·sinθ (1)
9、定义拉杆螺柱长度为l，则拉杆螺柱工作应变片铺贴位置承受弯矩为m，即：
10、
11、定义拉杆螺柱直径为d、横截面积为a、截面惯性矩为i，则：
12、
13、定义拉杆螺柱的弹性模量为e，1#、2#、3#、4#工作应变片铺贴位置承受的弯曲横力正应变大小为εσ1，轴向力分量作用下的拉压正应变大小为εσ2，则：
14、
15、定义1#、2#环境补偿片的应变输出均为εt，1#-4#工作应变片输出分别为ε1、ε2、ε3、ε4，根据应变结果的线性叠加特性有：
16、
17、其中，εout1为与应变仪第一通道连接的对臂全桥电路的输出，εout2与应变仪第二通道连接的对臂全桥电路的输出；
18、根据力学关系解算，有如下关系式：
19、
20、从而计算得：
21、
22、结合εout1和εout2实时获取足履式行走机构触障时反作用力的大小与方向，从而实现足履式行走机构的触障感知。
23、一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行上述检测方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
24、一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行上述检测方法的步骤。
25、本发明的优点在于：
26、本发明的技术方案支持硬件包括集成于行走机构内的应变片铺贴拉杆螺柱、丝绕式应变片、应变片连接线路、带数据输出功能的两通道应变仪，基于桥式电路解算方法，实时感知触障角度和障碍物反作用力；足履式行走机构整体扁长菱形形态，具备绕自身芯轴旋转功能，从而可以实现对地面凸起障碍的翻越能力；通过在足履机构组件上集成应变片检测应变数值的方式感知越障过程中机构的触障角度和障碍物对足履机构的反作用力，从而为越障过程机构状态控制提供有力的数据支撑。
1.一种足履式行走机构触障角度和反作用力检测系统，其特征在于，包括：第一拉杆螺柱(13)、第二拉杆螺柱(14)、1#工作应变片、1#环境补偿片、2#工作应变片、2#环境补偿片、3#工作应变片、4#工作应变片、应变仪；
2.一种采用权利要求1所述的足履式行走机构触障角度和反作用力检测系统的检测方法，其特征在于，
3.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求2中所述的检测方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
4.一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求2中所述的检测方法的步骤。
